Fettleibigkeit und Schlafmangel hängen zusammen

C. elegans

C. elegans: winzige Würmer dienen als Modell für den Menschen (Foto: unr.edu)

Neue Untersuchung mit Wurm Caenorhabditis elegans stellt eine gängige Lehrmeinung infrage

Philadelphia – Nicht der Schlafmangel führt zu Fettleibigkeit, sondern das überflüssige Gewicht bewirkt eine schlechte Schlafqualität. Zu dem Schluss kommt eine in „PLOS Biology“ veröffentlichte Studie von Forschern der Perelman School of Medicine  und der University of Nevada. Sie haben Tests an dem Wurm Caenorhabditis elegans (C. elegans) durchgeführt.

Schlafen und Essen als Tandem

Laut Co-Autor David Raizen ist Schlaf eine Körperfunktion, bei der der Körper versucht, Energie zu sparen – und das in einem Umfeld, in dem die Energiewerte nach unten gehen. „Unsere Studienergebnisse legen nahe, dass man nach einem Tag Fasten müde wird, weil die Energiespeicher leer sind.“ Raizen betont, dass sich diese Studienergebnisse bei Würmern vielleicht nicht direkt auf den Menschen übertragen lassen.

C. elegans ist jedoch ein überraschend gutes Modell für die Erforschung des Schlafes bei Säugetieren. Wie alle anderen Tiere verfügen sie über ein Nervensystem und brauchen Schlaf. Anders als der Mensch, verfügt dieser Wurm jedoch nur über 302 Neuronen. Von denen eines für die Regulierung des Schlafes verantwortlich ist.

Beim Menschen kann eine akute Schlafstörung zu größerem Appetit und Insulinresistenz führen. Personen, die chronisch weniger als sechs Stunden Schlaf pro Nacht haben, sind wahrscheinicher fettleibig und leiden an Diabetes. Hunger führt bei Menschen, Ratten, Fruchtfliegen und Würmern zur Beeinflussung des Schlafes. Das legt nahe, dass er zumindest teilweise über die Verfügbarkeit von Nahrung reguliert wird. Wie Schlafen und Essen als Tandem funktionieren, war bisher jedoch nicht erforscht.

Wurm genetisch modifiziert

Der weitere Co-Autor Alexander van der Linden wollte herausfinden, was Schlaf wirklich bewirkt. Eine kurze Schlafdauer und andere chronische Krankheiten wie Diabetes hängen damit zusammen. „Es ist aber nicht klar, ob eine kurze Schlafdauer die Neigung zur Fettleibigkeit verursacht oder ob Fettleibigkeit vielleicht die Neigung zu einer kurzen Schlafdauer verursacht“, so der Forscher.

Für die Studie haben die Wissenschaftler C. elegans gentechnisch so verändert, dass das für den Schlaf verantwortliche Neuron deaktiviert war. Diese Würmer konnten weiter fressen, atmen und sich vermehren. Sie verloren jedoch ihre Fähigkeit zu schlafen. Es zeigte sich ein deutliches Abfallen der Werte von Adenosintriphosphat (ATP), dem Energieträger der Zellen. Laut Raizen weist dies darauf hin, dass Schlaf ein Versuch ist, Energie zu sparen und er nicht zum Verlust von Energie führt.

Fettreserven im Schlaf verbraucht

Das Team um van der Linden hatte bereits früher mit KIN-29 ein Gen bei C. elegans erforscht. Es entspricht dem Gen SIK-3 beim Menschen, das beim Schlafdruck wichtig ist. Als die Forscher KIN-29 bei den Würmern entfernten, um sie schlaflos zu machen, sammelten die C. elegans überschüssiges Fett an. Und das, obwohl ihre ATP-Werte niedriger waren.

Die Forscher haben die Hypothese aufgestellt, dass die Freisetzung von Fettreserven ein Mechanismus ist, für den der Schlaf gefördert wird. Der Grund, warum diese gentechnisch veränderten Würmer nicht schliefen, war, dass sie ihr Fett nicht freisetzen konnten. Für neue Tests wurden die mit KIN-29 veränderten Würmer so verändert, dass ein Enzym freigesetzt wurde, welches ihr Fett „befreite“. Mit dieser Manipulation konnten die Würmer wieder schlafen.

Raizen zufolge könnte damit erklärt sein, warum Fettleibige an Schlafproblemen leiden. „Es könnte ein Signalproblem zwischen Fettspeichern und Gehirnzellen geben, die den Schlaf kontrollieren.“ Es sei aber noch viel Arbeit notwendig. Die aktuellen Ergebnisse verbesserten lediglich das Verständnis des Schlafes und könnten damit auch die Behandlung von Schlafstörungen erleichtern. Beim Schlaf gehe es nicht nur und das Gehirn und die Nervenzellen. „Es gibt eine komplexe Interaktion zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers.“

Quelle: pressetext.com