Teil 1 â EinfĂŒhrung in das Programm
1 Grundlagen: »Gesunder« Schlaf
1.1 BegriffserklÀrung: Schlaf
Das Wort »Schlaf« entstammt dem Altgermanischen und ist in seiner ursprĂŒnglichen Herkunft mit »schlapp werden« zu ĂŒbersetzen (BorbĂ©ly, 1987, S. 6â7). In der Literatur wird Schlaf als periodisch wiederkehrender, komplexer, hoch organisierter Zustand definiert, der durch unverkennbare Eigenschaften wie eine relative motorische Ruhe, eine verminderte sensorische ReagibilitĂ€t und Bewusstseinslage gekennzeichnet ist (Fröhlich, 2002; Roehrs, 2000). VordergrĂŒndig wird Schlaf als ein der Erholung dienlicher Ruhezustand angesehen, in dem unser Tagesbewusstsein herabgesetzt wird, jedoch jederzeit wieder durch bedeutungsvolle Reize aktiviert werden kann und fĂŒr unser Leben grundlegend ist (Dorsch, HĂ€cker & Becker-Carus, 2004; Fröhlich, 2002; Roehrs, 2000).
Seit jeher beschĂ€ftigt man sich in den verschiedensten Disziplinen mit der PhĂ€nomenologie des Schlafs. In der griechischen Mythologie wurde er als Bruder des Todes verstanden, im klassischen Drama »Romeo und Julia« als unglĂŒcklicher Scheintod inszeniert, in der MĂ€rchenwelt des Dornröschens verflucht und in der Schlafforschung vielseitig untersucht und diskutiert (BorbĂ©ly, 1987). Bis ins 20. Jahrhundert wurde Schlaf in der Literatur als passiver und monotoner Zustand angesehen, der sich durch ein AbschlieĂen von der Umwelt charakterisiert (Koella, 1988, S. 11â13; Penzel, 2005, S. 7â9). Heute weiĂ man, dass der Schlaf ein sehr vielseitiges PhĂ€nomen und keineswegs nur ein Zustand motorischer Ruhe und fehlender ReaktivitĂ€t ist. WĂ€hrend die Körpertemperatur, die Atmungs- und KreislaufaktivitĂ€t gegenĂŒber dem Wachzustand vermindert sind, kann es zeitgleich zu einem temporĂ€ren AktivitĂ€tsanstieg kommen, der sich in Augen-, Rumpf-, Gesichts- oder Gliederbewegungen widerspiegelt (Koella, 1988). Die dabei grundlegende BewusstseinsverĂ€nderung bedeutet nicht, dass der Schlafende vollstĂ€ndig gegenĂŒber den Sinnesreizen abgekapselt ist (Koella, 1988). Er ist trotzdem erweckbar und kann nach plötzlichem Erwachen wieder adĂ€quat auf sensorische Reize reagieren, was die enorme adaptive FĂ€higkeit des Schlafs an Ă€uĂere und innere Bedingungen veranschaulicht (Koella, 1988, S. 7, 8). Ein abgrenzbares Schlafzentrum konnte bisher jedoch nicht ausfindig gemacht werden, weshalb Schlafforscher davon ausgehen, dass der Wechsel zwischen Schlafen und Wachen, sowie die ZustĂ€nde Schlaf und Wach selber durch eine Vielzahl neurobiologischer Systeme reguliert wird (Förstl, Hautzinger & Roth, 2006). Der scheinbar passive Ruhezustand ist demnach vielmehr ein dynamisch-periodischer Zustand, in dem wechselseitig sowohl hohe als auch niedrige AktivitĂ€ten innerhalb verschiedener Systeme nebeneinander existieren und systematisch ĂŒber den Schlafverlauf variieren (Koella, 1988, S. 11â13).
Nahezu alle Definitionen aus der Literatur sprechen dem Schlaf letztlich zwei wesentliche Bedeutungen zu. Einerseits dient er der psychischen bzw. physischen Erholung und beeinflusst unter anderem die alltĂ€gliche LeistungsfĂ€higkeit des Menschen, andererseits finden im Schlaf komplexe aktive Verarbeitungsprozesse zum Beispiel zur GedĂ€chtnisbildung und neuronalen Umstrukturierung statt. In der Literatur wird Schlaf immer wieder als unerlĂ€ssliche, wesentliche Voraussetzung fĂŒr die menschliche Gesundheit und LeistungsfĂ€higkeit im Alltag definiert und angesehen (Penzel, 2005). Die hohe Bedeutsamkeit, die ihm zugesprochen wird, zeigt sich unter anderem in der eindrĂŒcklichen Dauer, die der menschliche Organismus im schlafenden Zustand verbringt. Rund 27 Jahre eines durchschnittlichen Lebens, das heiĂt etwa ein Drittel seines Lebens »verschlĂ€ft« der Mensch (Breuer, 2009; Backhaus & Riemann, 1996; Grewal & Doghramji, 2010). Dabei liegt die durchschnittliche Schlafdauer pro Tag in den westlichen IndustrielĂ€ndern bei etwas ĂŒber sieben Stunden (Penzel, 2005). Andere SĂ€ugetiere brauchen weniger: Zum Beispiel benötigen Pferde nur vier Stunden Schlaf tĂ€glich, um sich zu erholen, Giraffen kommen sogar mit nur zwei Stunden Schlaf pro Tag aus (Breuer, 2009). Die Taschenmaus hingegen schlĂ€ft tĂ€glich rund 20 Stunden und braucht demnach ganze 18 Stunden mehr Schlaf als die Giraffe, um erholt zu erwachen (Breuer, 2009). Folglich zĂ€hlt sie zu den LangschlĂ€fern unter den SĂ€ugetieren (Breuer, 2009). Unterschiede in der Schlafdauer gibt es auch unter den Menschen. Es gibt Morgen- und Abendtypen, Kurz- und LangschlĂ€fer und solche, die regelmĂ€Ăig einen Mittagsschlaf halten (Hajak & RĂŒther, 1995). Streng genommen lassen sich demnach kaum allgemeingĂŒltige Kriterien zur Definition des normalen Schlafs finden (Hajak & RĂŒther, 1995). Ein gesicherter Befund ist, dass sich die Schlafdauer mit zunehmendem Alter verĂ€ndert (Hajak & RĂŒther, 1995; Penzel, 2005). Ein neugeborenes Baby schlĂ€ft nach seiner Geburt bis zu 16 Stunden tĂ€glich (Penzel, 2005). Die Schlafdauer sowie die Anzahl der Tiefschlafphasen nehmen im Laufe des SĂ€uglings- und Kindesalters jedoch stetig ab (Penzel, 2005). Erst in der PubertĂ€t kommt es erneut zu einer leichten Zunahme der Schlafdauer, bis sich etwa zum 16. Lebensjahr hin die subjektiv ideale Schlafdauer eingependelt hat (Penzel, 2005). Mit weiter zunehmendem Alter jedoch nimmt die FĂ€higkeit des Körpers ab, Schlaf in ausreichender und erholsamer Menge zu generieren, so dass sich die Schlafdauer im hohen Alter auf einige Stunden reduziert.
Im Folgenden werden nun einige Fakten zum Schlafverhalten der deutschen Bevölkerung vorgestellt. Laut einer Telefonumfrage von Ohayon und Zulley in den Jahren 1997 und 2001 (zitiert nach Meier, 1997â2010) schlafen mehr als zwei Drittel aller Deutschen wochentags zwischen sechs und acht Stunden, 15 % aller Befragten lĂ€nger als acht Stunden. Am Wochenende steigt der Anteil der LangschlĂ€fer (mehr als acht Stunden Schlaf) auf etwa 42 % an. Im Vergleich zur stark variierenden Schlafdauer unterscheiden sich die Zu-Bett-geh-Zeiten wochentags und wochenends mit 22:30 Uhr und 22:45 Uhr nur geringfĂŒgig voneinander. Weiterhin zeigt sich unter 14 % der Deutschen ein Trend zum regelmĂ€Ăigen Mittagsschlaf (Ohayon & Zulley, 1997, 2001 zitiert nach Meier, 1997â2010). GrundsĂ€tzlich weisen Frauen im Vergleich zu MĂ€nnern durchschnittlich einen besseren Schlaf mit höherer QualitĂ€t, Dauer und Effizienz sowie kĂŒrzerer Einschlafzeit auf (Margraf & Schneider, 2009). Die »gesĂŒndeste« Schlafdauer mit der geringsten Sterblichkeitsrate fĂŒr beide Geschlechter hat man fĂŒr eine durchschnittliche nĂ€chtliche Schlafdauer von sieben Stunden gefunden (Penzel, 2005). Weniger als sechseinhalb und mehr als neun Stunden Schlaf werden deutlich mit erhöhter Krankenzahl und Sterblichkeit assoziiert (Schneider, 2008).
Zusammenfassend lĂ€sst sich sagen, dass die Faszination des Schlafs eine lange Tradition hat, wĂ€hrend die Erforschung des Schlafs selbst vergleichsweise jung ist. Erst im 20. Jahrhundert wurden die Fachleute fĂŒr schlafbedingte Themen sensibilisiert (SchĂ€fer, 2009). Entgegen frĂŒherer Annahmen ist der Schlaf ein sehr dynamischer Prozess mit adaptiven Funktionen und wechselseitigen AktivitĂ€tsniveaus im gesamten Organismus. Der Zweck des Schlafs besteht in der Erholung sowie der Aufrechterhaltung der Gesundheit und FunktionsfĂ€higkeit im Alltag. Schlaf folgt keinen einheitlichen Kriterien, sondern ist eine individuelle GröĂe, die unser Leben zu einem betrĂ€chtlichen Anteil beeinflusst.
1.2 Schlafforschung â ein historischer Ăberblick
Die Schlafforschung ist im Vergleich zu anderen Forschungsgebieten, wie bereits erwĂ€hnt, ein noch relativ junges Forschungsfeld, das erst seit Mitte des 20. Jahrhunderts intensiv exploriert wird. Die AnfĂ€nge der medizinischen Schlafforschung sind letztlich zurĂŒckzufĂŒhren auf die Entwicklung des Elektroenzephalographen (EEG) und die damit verbundene Möglichkeit, die VerĂ€nderungen der HirntĂ€tigkeit wĂ€hrend des Schlafverlaufes aufzuzeichnen (
Kap.1.4) (Förstl, Hautzinger & Roth, 2006).
Hans Berger, ein deutscher Neurologe und Psychiater versuchte im Jahre 1929 erstmals, mit Hilfe von Elektroden Hirnströme von der SchĂ€deloberflĂ€che abzuleiten und zu registrieren (Berger, 1929). Berger fixierte die kleinen tellerförmigen SilberplĂ€ttchen, die mit einer leitenden Paste gefĂŒllt waren, an bestimmte Stellen der Kopfhaut. Ăber ein dĂŒnnes, flexibles Kabel, das an den ElektrodenplĂ€ttchen angelötet war, registrierte er ĂŒber ein spezielles VerstĂ€rkersystem erstmals elektrische Spannungsunterschiede der Hirnrinden-Nervenzellen. Dabei beobachtete er, dass im Schlafverlauf stets ein charakteristisches Hirnstrombild erscheint (BorbĂ©ly, 1987; Gold, 2003; SchĂ€fer, 2009). Die Anwendung des EEGs und die damit einhergehenden Möglichkeiten zur Erfassung hirnelektrischer AktivitĂ€t publizierte Berger 1929 in seinem Werk Ăber das Elektroenzephalogramm des Menschen. Mit seiner Erfindung schuf Berger nun die Basis fĂŒr eine Objektivierung unterschiedlicher AktivitĂ€tszustĂ€nde des menschlichen Gehirns und ermöglichte somit auch die Differenzierung physiologischer und pathologischer Befunde. In der Neurologie findet das diagnostische Untersuchungsinstrument bis heute Verwendung und wird zur Aufzeichnung der AktivitĂ€t und FunktionsfĂ€higkeit von Nervenzellen eingesetzt (siehe hierzu besonders Gold, 2003).
1937 beobachtete die amerikanische Arbeitsgruppe unter Leitung der Physiologen Loomis und Davis, dass sich bei dem im Schlaf aufgezeichneten EEG eigentĂŒmliche Wechsel ergaben (dargestellt in BorbĂ©ly, 1987). Die hirnelektrische AktivitĂ€t verlangsamte sich scheinbar mit zunehmender Schlaftiefe, unterdessen erhöhte sich die Schwingungsweite der aufgezeichneten Wellen. Im Einschlafprozess hingegen beobachtete die Arbeitsgruppe ein kleinwelliges, rasches Wellen-Muster. Unter Zuhilfenahme dieser Befunde untergliederten Loomis und seine Mitarbeiter dann den Schlaf systematisch in einzelne Stadien und fertigten ein Inventar an, welches die charakteristischen EEG-VerĂ€nderungen beinhaltete (BorbĂ©ly, 1987; SchĂ€fer, 2009). In den darauffolgenden Jahren blieb die weitere Erforschung angesichts mangelnden Interesses an den Grundlagen und Bedeutungen des EEGs aus (Gold, 2003).
Erst 1953 sollte sich herausstellen, dass das von Loomis veröffentlichte Inventar unvollstĂ€ndig war. Nathaniel Kleitman, ein amerikanischer Physiologe und sein Doktorand, Eugene Aserinsky, entdeckten 1953 eines der paradoxesten und wichtigsten Schlafstadien: das Stadium der schnellen Augenbewegungen (vgl. dazu Backhaus & Riemann, 1996; BorbĂ©ly, 1987; SchĂ€fer, 2009). Kleitman und Aserinsky konnten bei gesunden SchlĂ€fern beobachten, dass alle 90â100 Minuten etwa 10â30-minĂŒtige Intervalle auftauchten, die von schnellen Augenbewegungen begleitet waren. Demnach nannten sie das von ihnen entdeckte PhĂ€nomen den Rapid-Eye-Movement-Schlaf (REM-Schlaf). Dieses REM-Stadium lieĂ sich augenfĂ€llig von den bis dato identifizierten Stadien unterscheiden und ist neben den schnellen Augenbewegungen durch schnelle Frequenzen im EEG sowie eine Erschlaffung der Muskulatur gekennzeichnet (Gold, 2003).
1957 entdeckten Dement und Kleitman, dass Probanden in 80â90 % aller FĂ€lle von lebhaften TrĂ€umen berichteten, wenn man sie aus einer REM-Phase weckte (dargestellt in Backhaus & Riemann, 1996; Koella, 1988). Daraufhin formulierten sie eine neue Nomenklatur zur Schlafstadienbestimmung. Der erheblich höhere Traumanteil in den REM- gegenĂŒber den anderen Schlafphasen weckte in der Folgezeit das Interesse an psychophysiologischen Untersuchungen ĂŒber die ZusammenhĂ€nge von Schlaf, psychischen Prozessen und Schlafstörungen (Backhaus & Riemann, 1996; Gold, 2003).
1967 fĂŒhrte Monroe eine der ersten Arbeiten mit Hilfe polysomnographischer Ableitungen (
Kap. 1.3) durch und konnte infolgedessen objektiv-typische Merkmale von schlechten SchlĂ€fern ermitteln (Gold, 2003). Die Ergebnisse seiner Studie lieĂen erkennen, dass polysomnographische Dokumentationen der Erfassung von Schlafbeschwerden dienlich sein könnten (Gold, 2003).
1968 publizierten Rechtschaffen und Kales das »Manual of Standardized Terminology, Techniques, and Scoring System of Sleep Stages of Human Subjects«, welches die Kriterien zur Bestimmung der Schlafstadien vereinheitlichen und standardisieren sollte (Koella, 1988; Fröhlich, 2002). 2007 kam es dann durch Iber und Kollegen zu einer vorerst letzten Modifikation der Schlafbestimmungskriterien (siehe hierzu insbesondere Spiegelhalder, Backhaus & Riemann, 2011; Iber, Ancoli-Israel, Chesson & Quan, 2007). Die Bestimmung der Schlafstadien erfolgt seitdem nach den Richtlinien der American Academy of Sleep Medicine (AASM) (Spiegelhalder et al., 2011). Die AASM-Kriterien sind konservativer, basieren jedoch in den wesentlichen ZĂŒgen auf dem 1968 von Rechtschaffen und Kales publizierten Manual (Spiegelhalder et al., 2011). Seit 2012 liegt nun, in Form der Version 2.0, auch eine erste erweiterte und ĂŒberarbeite Version dieser AASM-Richtlinien vor (Berry et al., 2012; 2012a). In dieser neuen Version wurden vor allem die Regeln der Atemerfassung und auswertung ĂŒberarbeitet (Rodenbeck, 2013).
1975 wurden in Amerika die ersten Schlaflabore eingerichtet. Die im gleichen Jahr gegrĂŒndete ASDC (Association of Sleep Disorders Centers) setzte sich stark fĂŒr die Förderung der medizinischen Schlafforschung ein (Gold, 2003).
1987 vereinten sich verschiedene Fachleute in Deutschland der Schlafmedizin zum AKS (Arbeitskreis Klinischer Schlafzentren). Aus dieser Organisation ging 1992 die DGSM (Deutsche Gesellschaft fĂŒr Schlafforschung und Schlafmedizin) hervor, die sich bis heute fĂŒr die Förderung und Umsetzung neuester schlafmedizinischer Erkenntnisse einsetzt (Dorsch, HĂ€cker & Becker-Carus, 2004).
1.3 Schlafstadien und Schlafregulation
Unter Verwendung der polysomnographischen Messinstrumente EEG, EOG (Elktrookolugramm) und EMG (Elektromyogramm) werden Gehirnströme, Augenbewegungen und Muskelspannungen in Form von Wellen aufgezeichnet (Backhaus & Riemann, 1996; Schneider, 2008). Die Erhebung physiologischer Messwerte dient der Darstellung einzelner Schlafstadien in ihrer Abfolge und ermöglicht die graphische Darbietung des Schlafprofils in Form eines Hypnogramms, siehe hierzu Abbildung 1 (nach Penzel, 2005). Der gesunde Schlaf eines Erwachsenen lĂ€sst sich in drei grundlegende Phasen einteilen: das Wachstadium, den NREM (Nicht-REM)-Schlaf (Leicht- und Tiefschlaf) und in den REM-Schlaf (Zulley, 1993). Im Schlafverlauf kommt es nach ĂŒberwundenem Wachzustand zu einer stabilen, zyklischen Abfolge des NREM- (Stadien 1â4) und des REM-Schlafs, zwei sehr unterschiedlichen FunktionszustĂ€nden des Gehirns mit ausbleibenden oder aktiven Augenbewegungen (hierzu Backhaus & Riemann, 1996; Förstl, Hautzinger & Roth, 2006; Spiegelhalder, Backhaus & Riemann, 2011). Im Folgenden werden nun die Schlafstadien nach den Definitionen von Rechtschaffen und Kales dargestellt (vgl. dazu Rechtschaffen & Kales, 1968).
Abb. 1: Hypnogramm eines idealtypischen Schlafprofils. Die REM-Phasen sind blockweise schwarz markiert. Die Leichtschlafstadien sind mit 1 und 2, die Tiefschlafstadien zusammengefasst mit 3/4 bezeichnet (eigene Darstellung in Anlehnung an Penzel, 2005).
Zu Beginn befindet sich der SchlĂ€fer nach dem Zubettgehen einige Zeit im Wachzustand, dem Stadium W, das durch einen individuellen Grundrhythmus, zumeist in Form von α (alpha) (8â14Hz)- oder ÎČ (beta) (15â35Hz)-Wellen gekennzeichnet ist. In diesem Stadium sind Augenbewegungen, Muskelanspannungen sowie eine relative GehirnaktivitĂ€t weiterhin zu beobachten. Nach wenigen Minuten erfolgt der Ăbergang in den Leichtschlaf, den ersten Abschnitt des NREM-Schlafs. Das Stadium 1 entspricht der leichtesten Form des Schlafs und ist sehr schwer vom Wachzustand zu unterscheiden. Der Zustand ist insbesondere durch verlangsamte, »rollende« Augenbewegungen und die Abschweifung der α (4â7Hz)-Wellen aus dem entspannten Wachzustand in kleine, rasche, unregelmĂ€Ăige Wellen charakterisiert. Nach weiteren Minuten erfolgt mit Stadium 2 der eigentliche Sc...