Schlaf und psychische Resilienz

Leading Opinions

Autor:

Prof. Dr. med. Martin Hatzinger

Psychiatrische Dienste Solothurn Kliniken für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik Solothurn

Autor:

PD Dr. med. Thorsten Mikoteit

Psychiatrische Dienste Solothurn Kliniken für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik Solothurn E-Mail: <a href="mailto:thorsten.mikoteit@spital.so.ch">thorsten.mikoteit@spital.so.ch</a>

24.05.2018

Ein erholsamer Schlaf ist wichtig für Wohlbefinden und psychische Gesundheit. Der physiologische Offline-Modus des Gehirns im Schlaf dient dazu, Erlebnisinhalte des Tages zu verarbeiten und Ressourcen für die nachfolgende Wachzeit wieder bereitzustellen. Anhand von zentralen Hypothesen der neurobiologischen Forschung soll dargelegt werden, warum Schlaf für die Hirnfunktionen essenziell ist und wie Schlafstörungen psychische Funktionen beeinträchtigen können. <div id="keypoints"> <h2>Keypoints</h2> <ul> <li>Schlaf dient der Homöostase und Regeneration des Gehirns.</li> <li>Lernprozesse werden durch den Schlaf unterstützt.</li> <li>Schlaf ist wichtig für die Emotions- und Stressverarbeitung.</li> <li>Schlaf dient der Hirnreifung und wirkt langfristig neuroprotektiv.</li> <li>Erholsamer Schlaf ist eine wichtige Ressource und sollte in Therapiekonzepten unbedingt berücksichtigt werden.</li> </ul> </div> Schlafstörungen gehören zu den häufigsten Gesundheitsproblemen in der Bevölkerung. Der chronisch nicht erholsame Schlaf führt zu erhöhter Tagesmüdigkeit, einer Beeinträchtigung der Psychomotorik, Verstimmungen und Einbussen der kognitiven Leistungsfähigkeit.1 Betroffene fühlen sich in ihrem Sozialleben beeinträchtigt, es besteht eine erhöhte Unfallgefahr, und nicht zuletzt ist die Insomnie ein Risiko für die Entwicklung von psychiatrischen Krankheiten wie Depressionen und Angststörungen. Diese Beobachtungen legen nahe, dass der physiologische Schlaf wichtige Funktionen für den Erhalt der psychischen Gesundheit erfüllt. <h2>Schlafen, um zu vergessen</h2> Nach Tononi und Cirelli2 ist der Schlaf der Preis für die Neuroplastizität. Der Schlaf ist an einem zentralen Homöostaseprozess beteiligt: Im Verlauf der Wachzeit des Tages nehmen infolge von Lernprozessen Stärke und Zahl der Synapsen stetig zu. Dies kostet das Gehirn Energieund Raumressourcen, die nicht unbegrenzt zur Verfügung stehen. Am Ende der Wachphase wird ein Sättigungspunkt erreicht, eine anschliessende Regenerationsphase ist notwendig. Der Schlaf bietet dazu ideale Bedingungen: Die allgemeine Herunterregulierung der Synapsen führt dazu, dass schwache Synapsen wieder aufgelöst werden, während stärkere erhalten bleiben. Damit werden Energie- und Raumressourcen frei, die für neue Synapsenbildungen am nächsten Tag zur Verfügung stehen. Durch diesen nächtlichen Aufräumprozess werden auch Lernvorgänge unterstützt, indem durch ein verbessertes Signal-/ Rauschverhältnis relevante Netzwerke unterstützt werden und irrelevante verschwinden. Diese sogenannte synaptische Homöostasehypothese konnte durch präklinische Forschung untermauert werden. So konnte beispielsweise gezeigt werden, dass bei Mäusen die synaptische Stärke im präfrontalen Kortex im Wachzustand zunimmt und während des Schlafs abnimmt.3 Das Gleiche konnte für das Wachstum von Dendriten und deren Fortsätzen im somatosensorischen Kortex von Mäusen gezeigt werden.4 <h2>Lernen im Schlaf</h2> Wie wertvoll gesunder Schlaf für Lern- und Gedächtnisprozesse ist, zeigen zahlreiche Studien zur Gedächtniskonsolidierung im Schlaf.5 Explizite Lerninhalte, die am Tag eingeprägt worden sind, werden durch den darauffolgenden Schlaf konsolidiert und dauerhaft abgespeichert. Dies erklärt, warum der Abruf von Gelerntem nach einer Schlafphase besser ist als unmittelbar nach dem Einprägen. Diese Gedächtniskonsolidierung findet vor allem im Tiefschlaf statt, wobei durch eine Reaktivierung temporärer hippocampaler Netzwerke im Schlaf Gedächtnisspuren in stabile kortikale Netzwerke übertragen werden. Für diesen Prozess sind die günstigen Offline-Bedingungen des Tiefschlafs entscheidend, in dem minimale Acetylcholin- und Cortisolkonzentrationen hippocampale Netzwerke enthemmen und neuroplastische Prozesse im Neokortex durch ein synchrones Zusammenspiel von «slow oscillations», «sharp wave/ripple events» und thalamokortikalen Spindeln unterstützt werden.6 Die Bedeutung des Tiefschlafs für das abrufbare (= deklarative) Gedächtnis konnte z.B. in einer Studie nachgewiesen werden, als visuell-räumliche Stimuli beim Lernen mit einem Geruch gekoppelt wurden und dieser Geruch im Tiefschlaf erneut dargeboten wurde. Dadurch konnte eine Aktivierung derselben neuronalen Netzwerke wie im Wachen beobachtet werden, was mit der Tiefschlaf-assoziierten Gedächtniskonsolidierung korrelierte. Am nächsten Tag war der Abruf der Gedächtnisinhalte tatsächlich besser als ohne spezifische Geruchsexposition im Tiefschlaf.7 <h2>Emotionsverarbeitung im Schlaf</h2> Der Schlaf spielt nicht nur für das deklarative semantische Gedächtnis eine Rolle, sondern auch für die Erinnerung und Verarbeitung von emotionalen Attributionen. Diesbezüglich scheint der REM-Schlaf von besonderer Bedeutung zu sein.8, 9 Durch Aktivierung von Netzwerken emotionaler Gedächtnisinhalte im REM-Schlaf können bei gleichzeitiger Hemmung der Amygdala emotional geladene Gedächtnisinhalte als semantisches, deklaratives Gedächtnis abgespeichert werden, während das dazu gehörende emotionale Arousal durch die besondere Hemmung der Amygdala im REM-Schlaf langsam verblasst. Es findet quasi eine emotionale «Entmantelung» des Gedächtnisses statt, was speziell für traumatische Erinnerungen von besonderer, quasi therapeutischer Bedeutung sein könnte.10 <h2>Schlaf dient der Stresstoleranz</h2> Die Gedächtnis- und Emotionsverarbeitung im Schlaf wie auch die Bereitstellung kognitiver Ressourcen dienen nicht zuletzt der Stressverarbeitung. Zwar können Stressbelastungen jeglicher Art den Schlaf stören. Andererseits hat der Schlaf eine stressverarbeitende oder -abpuffernde Wirkung. In Studien an Gesunden konnte gezeigt werden, dass guter Schlaf davor schützt, dass Stressbelastungen am folgenden Tage zu negativem Affekt führen.11, 12 Erholsamer Schlaf erhöht die Stresstoleranz, indem er die Impulskontrolle verbessert.13, 14 Auch die kognitive Flexibilität, wie sie zum Beispiel in der «Acceptance & commitment»-Therapie (ACT) gestärkt wird, scheint von gesundem Schlaf zu profitieren.15 Der Schlaf hat damit synergistische Funktionen. <h2>Auswirkungen von schlechtem Schlaf</h2> Schlafentzug oder eine chronische Insomnie führen in der Regel zu einem negativen Bias von Kognitionen und Evaluationen.16, 17 Personen mit einem Schlafdefizit gewichten neutrale und positive Stimuli geringer, während sie negative Stimuli gleich werten wie ausgeschlafene Personen.18 Dadurch gibt es eine Verzerrung hin zu negativen Wertungen. Auch zeigen Patienten mit einer Insomnie eine schlechtere Fähigkeit zur Kontrolle ihrer Gedanken und mehr negative Affektivität als Gesunde.19 Schlafentzug beeinträchtigt auch die Enkodierung emotionaler Information sowie den Prozess der emotionalen Gedächtniskonsolidierung.9 Die Auswirkungen von schlechtem Schlaf auf die Emotionsregulation haben Palmer et al. in einer integrativen Übersichtsarbeit differenziert dargestellt:20 Menschen mit Insomnie nehmen weniger oft an positiven Aktivitäten teil, sodass sie eher unter einem Verstärkerdefizit leiden. Insomnie beeinträchtigt die Möglichkeiten, positiv auf Situationen einzuwirken, da die Entscheidungsfähigkeit, die Impulskontrolle, die Produktivität, die Kreativität und die Frustrationstoleranz geschwächt sind. Insomnie führt zu einer negativen Verschiebung der Aufmerksamkeit mit dem besagten Bias. Schliesslich kommt es darunter häufiger zur Beeinträchtigung der kognitiven Leistungsfähigkeit. Diese nachteilige Auswirkung von Schlafstörungen auf die emotionale und kognitive Leistungsfähigkeit erhöht das Risiko, eine Depression zu entwickeln. Nicht zuletzt wirken sich diese Störungen auch auf zwischenmenschliche Beziehungen negativ aus. Als Beispiel sei die verzögerte Entwicklung der postpartalen Mutter- Kind-Bindung bei schlafdeprivierten Müttern genannt.21 <h2>Schlaf unterstützt die kindliche Entwicklung</h2> Neben den unmittelbaren Auswirkungen des Schlafes auf die psychischen Funktionen hat der Schlaf auch langfristige Effekte auf die psychische Resilienz. Die Bedeutung des Schlafes für die kindliche Entwicklung ist bisher noch wenig verstanden. Der Schlafbedarf ist bei Kleinkindern viel höher, und der Zusammenhang zwischen gutem Schlaf und Emotionen sowie Verhalten ist besonders ausgeprägt.22, 23 In einer Kohortenstudie an Kindergartenkindern konnte gezeigt werden, dass dieser Zusammenhang auch prädiktiv ist für die spätere emotionale Resilienz und mentale Stärke.24, 25 Daher darf der Schlaf auch als Quelle von Biomarkern späterer mentaler Gesundheit angesehen werden. Es konnte beispielsweise gezeigt werden, dass Schlaf- EEG-Spindeln bei Fünfjährigen, welche Indikatoren für eine gute Konnektivität sind, mit funktionellerem Stresscoping und prosozialem Verhalten korrelieren und auch longitudinal positives emotionales Verhalten vorhersagen können.26–28 <h2>Schlaf wirkt neuroprotektiv</h2> Im späteren Lebensalter dürften die neuroprotektiven Wirkungen des Schlafes für den Erhalt der kognitiven Leistungsfähigkeit besonders relevant sein. Xie et al.29 konnten zeigen, dass während des Schlafs ein reger Austausch interstitieller und zerebrospinaler Flüssigkeit stattfindet, die sogenannte glymphatische Clearance. Die konvektiven Ströme interstitieller Flüssigkeit während des Schlafes verstärken die Beseitigung von potenziell toxischen Proteinen wie β-Amyloid, welches auch bei der Entstehung von Alzheimer eine Rolle spielt.30 Die Clearance ist während des Schlafs ungefähr doppelt so gross wie im Wachzustand.31 So könnte also die restaurative Funktion des Schlafes auch eine Konsequenz der verstärkten Beseitigung von potenziell neurotoxischen Abfallprodukten sein, welche sich tagsüber im Nervensystem ansammeln. Andererseits könnte eine gestörte glymphatische Clearance beim Abbau der kognitiven Leistungsfähigkeit im Alter und bei der Pathogenese von neurodegenerativen Krankheiten eine Rolle spielen. In diesem Zusammenhang wird vermutet, dass eine chronische Insomnie die Selbstreinigung des Gehirns relevant beeinträchtigt und damit auch die Hirnalterung begünstigt.32 <h2>Zusammenfassung</h2> Der Schlaf scheint für das psychische Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit von essenzieller Bedeutung zu sein. Schlaf dient der Psychohygiene, der Wiederherstellung notwendiger Ressourcen, verbessert die Stressbewältigung und unterstützt wichtige Lern- und Anpassungsprozesse. Er dient der Emotionsverarbeitung und hat damit auch therapeutische Wirkungen. Schlaf ist wichtig für die Aufrechterhaltung der Homöostase und Regeneration des Gehirns. In klinischen Zusammenhängen sollte Schlaf als wichtige Ressource berücksichtigt werden und der Förderung oder Wiederherstellung von gesundem Schlaf eine hohe Priorität beigemessen werden.   <img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Leading Opinions_Neuro_1802_Weblinks_s32_abb1_kor.jpg" alt="" width="2148" height="1304" /> <a class="literatur" data-toggle="collapse" href="#collapseLiteratur" aria-expanded="false" aria-controls="collapseLiteratur" >Literatur</a> <div class="collapse" id="collapseLiteratur"> 1 Riemann D et al.: European Guideline for the diagnosis and treatment of insomnia. J Sleep Res 2017; 26: 675-700 2 Tononi G, Cirelli C: Sleep function and synaptic homeostasis. Sleep Med Rev 2006; 10: 49-62 3 Liu ZW et al.: Direct evidence for wake-related increases and sleep-related decreases in synaptic strength in rodent cortex. J Neurosci 2010; 30: 8671-5 4 Yang G, Gan WB: Sleep contributes to dendritic spine formation and elimination in the developing mouse somatosensory cortex. Dev Neurobiol 2012; 72: 1391-8 5 Rasch B, Born J: About sleep’s role in memory. Physiol Rev 2013; 93: 681-766 6 Göder R et al.: Schlaf, Lernen und Gedächtnis: Relevanz für Psychiatrie und Psychotherapie. Nervenarzt 2014; 85: 50-6 7 Rasch B et al.: Odor cues during slow-wave sleep prompt declarative memory consolidation. Science 2007; 315: 1426-9 8 Van der Helm E, Walker MP: Sleep and emotional memory processing. Sleep Med Clin 2011; 6: 31-43 9 Tempesta D et al.: Sleep and emotional processing. Sleep Med Rev 2017; pii: S1087-0792(17)30153-3 10 Van der Helm E et al.: REM sleep depotentiates amygdala activity to previous emotional experiences. Curr Biol 2011; 21: 2029-32 11 Kalmbach DA et al.: The interplay between daily affect and sleep: a 2-week study of young women. J Sleep Res 2014; 23: 636-45 12 Flueckiger L et al.: The importance of physical activity and sleep for affect on stressful days: Two intensive longitudinal studies. Emotion 2016; 16: 488- 97 13 Van Veen MM et al.: Poor sleep and its relation to impulsivity in patients with antisocial or borderline personality disorders. Behav Med 2017; 43: 218-26 14 Tashjian SM et al.: Neural connectivity moderates the association between sleep and impulsivity in adolescents. Dev Cogn Neurosci 2017; 27: 35-44 15 Daly-Eichenhardt A et al.: Changes in sleep problems and psychological flexibility following interdisciplinary acceptance and commitment therapy for chronic pain: an observational cohort study. Front Psychol 2016; 7: 1326 16 Brand S et al.: Poor sleep is related to lower emotional competence among adolescents. Behav Sleep Med 2016; 14: 602-14 17 Baglioni C et al.: Sleep and emotions: a focus on insomnia. Sleep Med Rev 2010; 14: 227-38 18 Tempesta D et al.: Emotional memory processing is influenced by sleep quality. Sleep Med 2015; 16: 862-70 19 Dong X et al.: Rest but busy: Aberrant resting-state functional connectivity of triple network model in insomnia. Brain Behav 2018; 8: e00876 20 Palmer CA, Alfano CA: Sleep and emotion regulation: An organizing, integrative review. Sleep Med Rev 2017; 31:6-16 21 Tikotzky L: Postpartum maternal sleep, maternal depressive symptoms and self-perceived mother-infant emotional relationship. Behav Sleep Med 2016; 14: 5-22 22 Hatzinger M et al.: Electroencephalographic sleep profiles and hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA)-activity in kindergarten children: early indication of poor sleep quality associated with increased cortisol secretion. J Psychiatr Res 2008; 42: 532-43 23 Brand S et al.: "Sleep well, our tough heroes!" – In adolescence, greater mental toughness is related to better sleep schedules. Behav Sleep Med 2014; 12: 444-54 24 Hatzinger M et al.: In preschool children, sleep objectively assessed via sleep- EEGs remains stable over 12 months and is related to psychological functioning, but not to cortisol secretion. J Psychiatr Res 2013; 47: 1809-14 25 Brand S et al.: Does objectively assessed sleep at five years predict sleep and psychological functioning at 14 years? - Hmm, yes and no! J Psychiatr Res 2015; 60: 148-55 26 Mikoteit T et al.: Visually detected NREM Stage 2 sleep spindles in kindergarten children are associated with stress challenge and coping strategies. World J Biol Psychiatry 2012; 13: 259-68 27 Mikoteit T et al.: Visually detected NREM Stage 2 sleep spindles in kindergarten children are associated with current and future emotional and behavioural characteristics. J Sleep Res 2013; 22: 129-36 28 Mikoteit T et al.: Visually detected NREM-S2 sleep spindle-density at age five predicted prosocial behavior positively and hyperactivity scores negatively at age nine. Sleep Med 2018 (accepted) 29 Xie L et al.: Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science 2013 342: 373-7 30 Lucey BP, Bateman RJ: Amyloid-ß diurnal pattern: possible role of sleep in Alzheimer's disease pathogenesis. Neurobiol Aging 2014; 35 Suppl 2: S29-34 31 Mendelsohn AR, Larrick JW: Sleep facilitates clearance of metabolites from the brain: Glymphatic function in aging and neurodegenerative diseases. Rejuvenation Research 2013; 16: 518-523 32 Liu DX et al.: Continuous theta burst stimulation facilitates the clearance efficiency of the glymphatic pathway in a mouse model of sleep deprivation. Neurosci Lett 2017; 653: 189-94 </div>

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