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Wunden einfach wegschlafen

Zwischen Haut und Gehirn passiert Verblüffendes. Die Erkenntnisse könnten neue Therapien ermöglichen.

Schlafen ist die beste Medizin, besagt ein Sprichwort. Dass das durchaus stimmt, zeigen neue Ergebnisse Dresdner Forscher. Die lieferte ein Wurm.
Schlafen ist die beste Medizin, besagt ein Sprichwort. Dass das durchaus stimmt, zeigen neue Ergebnisse Dresdner Forscher. Die lieferte ein Wurm. © 123rf

Ohne Schlaf geht es nicht. Immerhin ein Drittel seines Lebens verschläft der Mensch ganz einfach. Unser Körper entspannt in dieser Zeit, erholt sich von den Aufgaben des Tages, der Geist kommt zur Ruhe. Das Gehirn speichert Erlebnisse und Gelerntes ab. Der gesamte Organismus bereitet sich auf den neuen Tag vor. Doch der Schlaf kann vielleicht sogar noch mehr. Dresdner Wissenschaftler sind einem neuen Ansatz auf der Spur. Womöglich sorgt ein besonderer Mechanismus in uns dafür, dass wir mehr schlafen, wenn wir Verletzungen auskurieren müssen. Auf die Idee brachte die Forscher ein besonders guter Schläfer – ein kleiner Wurm.

Ziehen wir uns eine Verletzung zu, müssen wir uns schonen. Schlafen, so besagt es auch ein Sprichwort, ist dann die beste Medizin. Tatsächlich reagiert das Gehirn auf solche Geschehnisse für den Körper, indem es den Schlaf ganz einfach verlängert. Bisher war aber nicht klar, wie das Ganze genau funktioniert. Woher weiß das Gehirn von der Verletzung? Welche Nachrichten gelangen von dort in den Kopf, und was lösen sie dort aus?

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Um das zu beantworten, wurde etwas Klitzekleines zum Mittelpunkt des Forschungsprojekts. Ein Wissenschaftlerteam untersuchte die Fragen anhand von Verletzung und Schlaf bei Würmern. Beteiligt waren Forscher des Biotechnologischen Zentrums (Biotec) der TU Dresden und des Göttinger Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie sowie das Centre d’Immunologie de Marseille-Luminy in Frankreich. „Der Wurm C. elegans ist das einfachste Tier, an dem wir den Schlaf untersuchen können“, erklärt Henrik Bringmann, Professor und Forschungsgruppenleiter am Biotec. Caenorhabditis elegans, so der lange Name des Fadenwurms, ist nur etwa einen Millimeter lang. Normalerweise lebt er im Boden. Doch schon seit 60 Jahren nutzt ihn die Wissenschaft. Er sei, sagt Bringmann, ein perfektes Modell, um grundlegende biologische Prozesse im Detail zu erforschen.

Es begann mit einer Suche. Ein Team unter der Leitung Bringmanns fahndete zunächst nach Genen, die für die Verlängerung des Schlafs bei Würmern verantwortlich sind. Über 4.500 verschiedene Genmutationen untersuchten und analysierten sie dafür in einem großen genetischen Screening. Sie hatten Erfolg. Sie stießen auf ein Gen, dessen Aktivitätssteigerung zum Anstieg der Produktion spezieller antimikrobieller Peptide führte, kurz AMPs. „Das sind natürliche Antibiotika“, erläutert Bringmann. Diese produziert der Körper im Inneren der Wunde, um die Krankheitserreger lokal abzuwehren. Er löst also eine Immunantwort aus. Ähnliches, so die Vermutung, könnte eventuell auch beobachtet werden, wenn die Haut von einem Pilz befallen ist.

Botenstoffe mit großer Reichweite

Um den Zusammenhang zwischen diesen antimikrobiellen Peptiden und dem Schlafsignal herauszufinden, arbeiteten die Dresdner mit ihren französischen Kollegen Nathalie Pujol und Jonathan Ewbank vom Centre d’Immunologie de Marseille-Luminy zusammen. Gemeinsam hat das Team die genetischen Informationen von Würmern manipuliert. Sie schalteten die Produktion der natürlichen Antibiotika aus und sahen sich an, was passiert, wenn die Würmer verletzt waren. Es stellte sich heraus, dass die antimikrobiellen Peptide weitreichenden Einfluss haben. Insgesamt 19 verschiedene Gene, die für die Produktion dieser AMPs verantwortlich sind, mussten die Forscher gleichzeitig ausschalten, um einen erstaunlichen Unterschied zu beobachten. „Wir haben gesehen, dass die Würmer, die keine antimikrobiellen Peptide produzieren, nach einer Verletzung viel weniger schlafen“, erklärt Marina Sinner, Erstautorin der Studie. Normalerweise überleben Würmer Verletzungen recht gut. „Wir beobachteten jedoch, dass der Schlafverlust die Anzahl der Würmer erhöhte, die eine scheinbar nicht bedrohliche Verletzung nicht überlebten.“ Die veränderten Würmer starben dreimal häufiger an ihren Verletzungen als die Tiere, die schlafen konnten.

Was bedeutet das aber nun für die Frage, wie und warum mehr Schlaf ausgelöst wird? Die Wissenschaftler zeigten, dass die AMPs nicht nur aus der Wunde der Haut freigesetzt werden. Sie gelangen auch als Botenstoff ins Gehirn und aktivieren dort Rezeptoren. Wie ein Schalter, der betätigt wird, löst das ein Aktivieren von Schlaf-Neuronen aus. Die Schlaf-Menge steigt. „Es ist seit Langem bekannt, dass AMPs lokal wirken, aber unsere Studie hat gezeigt, dass sie auch als Botenmoleküle mit großer Reichweite wirken, die dem Nervensystem den Schlafbedarf von Wunden signalisieren“, erläutert die Wissenschaftlerin.

Die Ergebnisse stärken die Rolle des Schlafs bei der Erholung von Verletzungen weiter. „Da Schlaf bei praktisch allen Tieren vorkommt, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass Schlaf nicht nur für C.-elegans-Würmer, sondern auch für andere Tiere und möglicherweise sogar für den Menschen entscheidend für die Erholung und das Überleben nach einer Verletzung sein könnte“, folgert Bringmann. Das müsse aber erst noch bewiesen werden. Als Nächstes wollen er und sein Team noch genauer ergründen, wie die Signalübertragung genau funktioniert und in welcher Weise die Nervenzellen aktiviert werden. Wie sorgt der Schlaf also zum Beispiel dafür, dass das Tier fitter ist? Heilen Wunden schneller mit mehr Schlaf oder nicht? Eine weitere Überlegung wäre durchaus, die Ergebnisse auch im Säugetier-Modell zu untersuchen. „Und letztlich geht es ja darum, ob solch ein Signalweg auch im Menschen existiert.“

Die Chancen dafür könnten zumindest gut stehen. Alle wichtigen Komponenten, die es dafür braucht, sind auch im Menschen vorhanden. Auch er produziert die natürlichen Antibiotika für die Wundheilung, auch in seinem Gehirn steuern Schlafnervenzellen den Schlaf. Bringmann weist darauf hin, dass all das, was jetzt erforscht wurde, erst einmal Grundlagen schaffen würde. Aber natürlich könnten sich dadurch in Zukunft vielleicht Möglichkeiten entwickeln, die der Mensch nutzen kann. „Vielleicht ließe sich damit Leuten mit Verletzungen helfen oder aber denjenigen, die unter Schlafstörungen leiden.“ Denen könnten die natürlichen Antibiotika als Unterstützung gegeben werden. „Auch wenn das nach Science Fiction klingt, aber womöglich schlucken die Menschen künftig keine Schlaftabletten mehr, sondern nutzen eine Creme mit diesen natürlich Stoffen“, sagt Bringmann.

Eines zeigten die Ergebnisse aber auf jeden Fall. Schlaf sei extrem wichtig. „Und zwar für alle Lebewesen, über alle Arten hinweg.“ Schlaf ist die beste Medizin – mit Blick auf die Fadenwürmer stimmt das Sprichwort mehr als je zuvor.

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