Koffein, Jetlag, Melatonin: Was beeinflusst unseren Schlaf?

Woher weiß unser Körper, wann es Zeit zum Schlafen ist? Warum leiden wir unter Jetlag, wenn wir in einer anderen Zeitzone ankommen? Wie überwinden wir ihn? Warum verursacht die Akklimatisierung einen neuen Jetlag, wenn wir nach Hause zurückkehren? Warum verwenden manche Menschen Melatonin, um dieses Problem zu bekämpfen? Warum und wie hält uns eine Tasse Kaffee wach? Und vielleicht am wichtigsten: Woher wissen wir, ob wir genug Schlaf bekommen?

Vielleicht haben Sie sich diese Fragen schon einmal gestellt. Jetzt gibt es Antworten. Es gibt zwei Hauptfaktoren, die bestimmen, wann Sie schlafen und wann Sie wach sein wollen. Während Sie diese Worte lesen, haben beide Faktoren einen starken Einfluss auf Ihren Geist und Körper.

• Ein Signal der inneren 24-Stunden-Uhr, die tief im Gehirn sitzt. Diese Uhr erzeugt einen zyklischen Tag-Nacht-Rhythmus, der dafür sorgt, dass Sie sich zu bestimmten Tages- und Nachtzeiten müde oder wach fühlen.
• Eine chemische Substanz sammelt sich im Gehirn an und erzeugt einen Schlafdruck. Je länger man wach ist, desto mehr baut sich dieser chemische Schlafdruck auf und desto schläfriger fühlt man sich.

Das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Faktoren bestimmt, wie wach und aufmerksam man tagsüber ist, wann man sich abends müde und bettfertig fühlt und zum Teil auch, wie gut man schläft.

Was ist dein Rhythmus?

Im Mittelpunkt vieler dieser Fragen steht die mächtige Gestaltungskraft des 24-Stunden-Rhythmus, des sogenannten zirkadianen Rhythmus. Jeder Mensch hat seinen eigenen zirkadianen Rhythmus, und die meisten Lebewesen auf der Erde, die länger als ein paar Jahre leben, haben diesen natürlichen Zyklus. Die innere Uhr, die sich tief im Gehirn befindet, sendet ihr tägliches zirkadianes Signal an jede andere Region des Gehirns und an jedes Organ des Körpers.

Der 24-Stunden-Rhythmus bestimmt, wann man wach ist und wann man schlafen möchte. Er steuert aber auch andere rhythmische Muster wie die zeitlichen Vorlieben beim Essen und Trinken, Stimmungen und Gefühle, die Urinmenge, die Körperkerntemperatur, die Herzfrequenz und die Ausschüttung zahlreicher Hormone. Es ist kein Zufall, dass die Wahrscheinlichkeit, einen olympischen Rekord zu brechen, eindeutig mit der Tageszeit zusammenhängt, da sie zum natürlichen Höhepunkt des menschlichen Tagesrhythmus am frühen Nachmittag am höchsten ist. Sogar der Zeitpunkt von Geburt und Tod folgt einem zirkadianen Rhythmus, da dieser Schrittmacher signifikante Schwankungen in wichtigen Stoffwechsel-, Herz-Kreislauf-, Temperatur- und Hormonprozessen des Lebens steuert.

Lange bevor dieser biologische Schrittmacher entdeckt wurde, gelang in einem genialen Experiment Bemerkenswertes: Es hielt die Zeit an – zumindest für eine Pflanze. Im Jahr 1729 fand der französische Geophysiker Jean-Jacques d’Ortous de Mairan den ersten Beweis dafür, dass Pflanzen ihre eigene innere Zeit haben. Er untersuchte die Blattbewegungen einer heliotropen Pflanzenart, das heißt, die Blätter oder Blüten einer Pflanze folgen der Bahn der Sonne, die sich tagsüber über den Himmel bewegt. De Mairan war besonders fasziniert von einer Pflanze, der Mimosa pudica. Die Blätter dieser Pflanze folgen nicht nur tagsüber dem bogenförmigen Lauf der Sonne über das Himmelsgewölbe, sondern fallen nachts auch in sich zusammen, als seien sie verwelkt. Zu Beginn des nächsten Tages öffnen sich die Blätter wieder wie ein Regenschirm, gesund wie eh und je. Dieses Verhalten wiederholt sich jeden Morgen und jeden Abend und veranlasste den berühmten Evolutionsbiologen Charles Darwin, von schlafenden Blättern zu sprechen.

Vor de Mairans Experiment glaubten viele, dass das Ausdehnungs- und Zusammenziehungsverhalten der Pflanze allein durch den Sonnenauf- und -untergang bestimmt wird. Es war eine logische Annahme, dass Tageslicht (auch an bewölkten Tagen) die Blätter dazu veranlasst, sich weit zu öffnen, während die darauf folgende Dunkelheit die Blätter dazu veranlasst, sich zu schließen und zusammenzuziehen. Diese Hypothese wurde von de Mairan widerlegt. Er stellte die Pflanze zunächst ins Freie und setzte sie den mit Tag und Nacht verbundenen Signalen von Licht und Dunkelheit aus.

Die Frage, die sich die Wissenschaftler in weiteren Experimenten stellten, war einfach: Würde der biologische Rhythmus von Schlafen und Wachen zusammen mit der Körpertemperatur völlig unregelmäßig werden, wenn man ihn vom täglichen Zyklus von Licht und Dunkelheit abschneidet, oder bliebe er der gleiche wie bei Menschen, die draußen dem rhythmischen Tageslicht ausgesetzt sind? Schließlich wurden zwei Entdeckungen gemacht:

• Der Mensch erzeugt seinen eigenen endogenen zirkadianen Rhythmus in Abwesenheit von externem Sonnenlicht. Dies bedeutet, dass der Mensch ein vorhersagbares und sich wiederholendes Muster von längeren Wachzeiten und festen Schlafzeiten von etwa neun Stunden hat.
• Die sich zuverlässig wiederholenden Schlaf-Wach-Zyklen des Menschen dauern nicht genau 24 Stunden, sondern sind konstant und unbestreitbar länger. Das heißt, es gibt einen Schlaf-Wach-Zyklus mit einer Gesamtdauer von 26 bis 28 Stunden.

Da unser angeborener biologischer Rhythmus nicht genau 24 Stunden, sondern nur ungefähr 24 Stunden beträgt, musste ein neuer Begriff gefunden werden: der zirkadiane Rhythmus, d.h. ein Rhythmus, der nicht genau einen Tag, sondern ungefähr einen Tag lang ist. In den mehr als siebzig Jahren, die seit diesem bahnbrechenden Experiment vergangen sind, haben wir festgestellt, dass die durchschnittliche Dauer der endogenen circadianen Uhr eines erwachsenen Menschen etwa 24 Stunden und 15 Minuten beträgt. Das ist nicht allzu weit von der 24-Stunden-Rotation der Erde entfernt, aber auch nicht so genau, wie es ein seriöser Uhrmacher jemals akzeptieren würde.

Diese Ungenauigkeit ist darauf zurückzuführen, dass wir regelmäßig Tageslicht von der Sonne erhalten, das unsere ungenaue, überlaufende innere zirkadiane Uhr wieder in Gang setzt. Das Sonnenlicht wirkt wie ein Hebel an der Seite einer ungenauen Armbanduhr, die mit Daumen und Zeigefinger bedient wird. Das Sonnenlicht stellt unsere ungenaue innere Uhr jeden Tag methodisch neu ein, indem es uns auf die genauen, nicht annähernd vierundzwanzig Stunden zurückstellt. Es ist kein Zufall, dass unser Gehirn das Tageslicht für diese Rückstellung nutzt. Tageslicht ist das zuverlässigste, sich wiederholende Signal, das wir in unserer Umwelt haben. Seit der Geburt unseres Planeten und jeden Tag danach geht die Sonne morgens auf und abends unter. Die meisten Lebewesen haben einen zirkadianen Rhythmus entwickelt, weil sie sich und ihre inneren (z. B. Temperatur) und äußeren (z. B. Nahrungsaufnahme) Aktivitäten mit der täglichen Drehung der Erde um ihre Achse synchronisieren.

Tageslicht ist jedoch nicht das einzige Signal, auf das das Gehirn reagieren kann, um die biologische Uhr zurückzustellen, auch wenn es das wichtigste und bevorzugte Signal ist, wenn es zur Verfügung steht. Solange sie zuverlässig wiederholt werden, kann das Gehirn auch andere externe Signale wie Nahrung, Bewegung, Temperatur, Fluktuation und sogar regelmäßige soziale Interaktionen nutzen. All diese Ereignisse haben die Fähigkeit, die biologische Uhr auf einen genauen 24-Stunden-Takt zurückzustellen.

Aus diesem Grund verlieren Menschen mit bestimmten Formen von Blindheit ihren zirkadianen Rhythmus nicht vollständig. Obwohl sie aufgrund ihrer Blindheit keine Lichtreize erhalten, wirken andere Phänomene als Auslöser für den Rhythmuswechsel. Jedes Signal, das das Gehirn dazu veranlasst, die Uhr umzustellen, wird als Stimulus bezeichnet. Auch wenn Licht der zuverlässigste und damit wichtigste Stimulus ist, gibt es viele andere Faktoren, die zusätzlich zum Tageslicht oder bei dessen Fehlen eingesetzt werden können.

Die biologische Uhr unseres Gehirns heißt suprachiasmatischer Nucleus. Wie so vieles in der anatomischen Sprache ist der Name lehrreich: Supra bedeutet oben und Chiasma heißt Kreuzungspunkt. Der Kreuzungspunkt ist der Schnittpunkt der Sehnerven, die aus den Augäpfeln kommen. Diese Nerven kreuzen sich in der Mitte des Gehirns und wechseln dann sozusagen die Seiten. Der Nervus suprachiasmaticus liegt aus gutem Grund genau über dieser Kreuzung. Er tastet die Lichtsignale ab, die von jedem Auge entlang der Sehnerven zur Sehverarbeitung in den hinteren Teil des Gehirns geschickt werden. Anhand dieser verlässlichen Lichtinformationen stellt der Nucleus suprachiasmaticus die inhärente Ungenauigkeit der Zeit auf einen klaren 24-Stunden-Zyklus ein und verhindert so Abweichungen.

Wenn ich sage, dass der suprachiasmatische Kern aus 20.000 Neuronen besteht, denkt man, dass er riesig ist und einen großen Teil des Schädels einnimmt, aber er ist winzig. Das Gehirn besteht aus etwa 90 bis 100 Milliarden Neuronen, was den suprachiasmatischen Kern im Vergleich zur Gehirnmasse winzig erscheinen lässt. Doch trotz seiner Größe ist sein Einfluss auf den Rest des Gehirns und des Körpers alles andere als gering. Dieser winzige Taktgeber ist der zentrale Dirigent des biologischen Gleichgewichts des Menschen – und aller anderen Spezies. Der Nucleus suprachiasmaticus steuert eine ganze Reihe von Verhaltensweisen, unter anderem wann wir wach sind und wann wir schlafen.

Bei tagaktiven Arten wie dem Menschen aktiviert der zirkadiane Rhythmus tagsüber zahlreiche Mechanismen in Gehirn und Körper, die dafür sorgen, dass wir wach und aufmerksam bleiben. In der Nacht werden diese Prozesse heruntergefahren, wodurch der wachhaltende Einfluss verloren geht. Die folgende Abbildung zeigt ein typisches Beispiel für einen zirkadianen Rhythmus – den unserer Körpertemperatur. Sie beginnt um Mitternacht ganz links und erreicht ihren Höhepunkt am späten Nachmittag zwischen 16 und 17 Uhr. Danach ändert sich der Verlauf: Die Temperatur fällt wieder ab und sinkt bis zur Schlafenszeit unter die tagsüber gemessene Temperatur.

Dein biologischer zirkadianer Rhythmus steuert das Absinken der Körperkerntemperatur, wenn du dich der typischen Schlafenszeit näherst, und erreicht seinen Tiefpunkt etwa zwei Stunden nach Beginn des Schlafs. Dieser Temperaturrhythmus hängt jedoch nicht davon ab, ob man tatsächlich schläft. Wäre man die ganze Nacht wach, würde die Körperkerntemperatur immer dem gleichen Muster folgen. Das Absinken der Temperatur hilft zwar, den Schlaf einzuleiten, aber die Temperaturveränderung selbst steigt und fällt über einen Zeitraum von 24 Stunden, unabhängig davon, ob du wach bist oder schläfst.

Dies ist ein klassisches Beispiel für einen vorprogrammierten zirkadianen Rhythmus, der sich wie ein Metronom immer und immer wiederholt. Die Temperatur ist nur einer von vielen 24-Stunden-Rhythmen, die vom suprachiasmatischen Kern gesteuert werden. Wachsein und Schlaf werden also vom zirkadianen Rhythmus gesteuert – und nicht umgekehrt. Das bedeutet, dass Ihr zirkadianer Rhythmus alle 24 Stunden auf und ab geht, unabhängig davon, ob Sie geschlafen haben oder nicht. Insofern ist er unerschütterlich. Aber wenn man sich die einzelnen Menschen anschaut, stellt man fest, dass der zirkadiane Rhythmus bei jedem etwas anders ist.

Mein Rhythmus ist nicht der einzige

Obwohl der Mensch einen unflexiblen 24-Stunden-Tagesrhythmus hat, sind die Hoch- und Tiefpunkte von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich. Bei manchen Menschen liegt der Höhepunkt der Wachheit früh am Tag und der Tiefpunkt der Schläfrigkeit früh in der Nacht. Insgesamt lassen sich drei zirkadiane Typen unterscheiden:

• Die Morgentypen (40%): Sie wachen am liebsten bei oder um die Morgendämmerung auf, sind glücklich darüber und funktionieren zu dieser Tageszeit am besten.
• Die Abendtypen (30 %): Sie gehen von Natur aus spät ins Bett und wachen am nächsten Morgen oder sogar am Nachmittag spät auf.
• Der Mitteltyp (30%): Diese Menschen haben etwas vom Morgen und vom Abend mit einer leichten Tendenz zum Abend.

Im Volksmund kennt man diese typischen Typen als Morgenlerche und Nachteule. Im Gegensatz zu Morgenlerchen sind Nachteulen oft nicht in der Lage, früh einzuschlafen, auch wenn sie sich noch so sehr bemühen. Eulen können erst in den frühen Morgenstunden einschlafen. Da sie erst spät einschlafen können, wachen Eulen natürlich nicht gerne früh auf. Sie können zu dieser Zeit nicht gut funktionieren, unter anderem weil ihr Gehirn den ganzen frühen Morgen in einem schlafähnlichen Zustand bleibt, obwohl sie wach sind. Dies gilt insbesondere für den präfrontalen Kortex, der über den Augen liegt und sozusagen die Schaltzentrale des Gehirns darstellt. Der präfrontale Kortex steuert das Denken auf hohem Niveau, das logische Denken, und hilft, unsere Emotionen unter Kontrolle zu halten. Wenn eine nachtaktive Person gezwungen wird, zu früh aufzuwachen, bleibt ihr präfrontaler Kortex in einem abgeschalteten Offline-Zustand. Wie ein kalter Motor, der am frühen Morgen gestartet wird, braucht er lange, um seine Betriebstemperatur zu erreichen, und bis dahin arbeitet er nicht effizient.

Der Eulen- oder Lerchentyp eines erwachsenen Menschen (auch Chromotyp genannt) wird stark von seinen Genen bestimmt. Wenn Sie eine Nachteule sind, ist es sehr wahrscheinlich, dass eines (oder beide) Ihrer Elternteile auch Nachteulen sind. Trotzdem behandelt die Gesellschaft Nachteulen in zweierlei Hinsicht ziemlich ungerecht:

• Nachteulen gelten als faul, weil sie erst in den frühen Morgenstunden einschlafen und deshalb erst spät am Tag aufstehen können. Die Morgenmenschen behandeln die Nachteulen in der irrigen Annahme, diese Vorliebe sei freiwillig, und wenn sie nicht so faul wären, könnten sie einfach früher aufstehen. Nachteulen sind aber nicht freiwillig Eulen: Sie sind durch eine unvermeidliche DNA-Verdrahtung an einen späten Tagesrhythmus gebunden. Das ist nicht ihre bewusste Schuld, sondern ihr genetisches Schicksal.
• Es gibt ein tief verwurzeltes Ungleichgewicht in der sozialen Organisation der Arbeit, das stark auf frühe Anfangszeiten ausgerichtet ist, die die Eulen bestrafen und die Lerchen begünstigen. Obwohl sich die Situation verbessert, zwingen die üblichen Arbeitszeiten die Eulen in einen unnatürlichen Schlaf-Wach-Rhythmus. Das hat zur Folge, dass die Leistungsfähigkeit der Eulen am Morgen deutlich geringer ist und sie ihr wahres Leistungspotenzial am späten Nachmittag und frühen Abend, während der üblichen Arbeitszeiten und vor dem Eintreffen der Arbeitnehmer, nicht entfalten können. Leider leiden Eulen häufiger unter chronischem Schlafmangel, da sie mit den Lerchen aufwachen müssen, aber erst viel später am Abend wieder einschlafen können. Eulen sind daher häufiger gezwungen, die sprichwörtliche Kerze an beiden Enden zu brennen. Eulen leiden daher häufiger an Schlafmangelkrankheiten wie Depressionen, Angstzuständen, Diabetes, Krebs, Herzinfarkt und Schlaganfall.

In dieser Hinsicht ist ein gesellschaftlicher Wandel erforderlich, der Anpassungen ermöglicht, die denen nicht unähnlich sind, die wir bei anderen körperlichen Unterschieden, wie z.B. Sehbehinderungen, vornehmen. Wir brauchen flexiblere Arbeitszeiten, die sich besser an alle Chronotypen anpassen und nicht nur an einen in seiner extremen Ausprägung.

Du fragst dich vielleicht, warum Mutter Natur diese Variabilität im Menschen programmiert hat. Sollten wir als soziale Wesen nicht alle zur gleichen Zeit wach sein, um ein Maximum an menschlicher Interaktion zu ermöglichen? Nein, denn wir Menschen sind dafür geschaffen, in Familien oder sogar ganzen Stämmen zusammen zu schlafen, nicht allein oder in Paaren. Wenn man sich diesen evolutionären Hintergrund vor Augen hält, kann man die Vorteile einer solchen genetisch programmierten Variation der Schlaf- und Wachpräferenzen verstehen. Die Nachteulen in der Gruppe würden um ein oder zwei Uhr nachts ins Bett gehen und erst um neun oder zehn Uhr morgens aufwachen. Die Frühaufsteher hingegen würden um neun oder zehn Uhr abends ins Bett gehen und zwischen fünf und sieben Uhr morgens aufwachen.

Folglich ist die Gruppe als Ganzes nur vier statt acht Stunden kollektiv verwundbar (d.h. jeder schläft), obwohl jeder die Möglichkeit hat, acht Stunden zu schlafen. Das ist eine potentielle Erhöhung der Überlebensfähigkeit um 50 Prozent. Mutter Natur würde also niemals ein biologisches Merkmal vererben – in diesem Fall die nützliche Variabilität, wann Individuen innerhalb eines kollektiven Stammes schlafen gehen und aufwachen -, das die Überlebenssicherheit und damit die Fitness einer Spezies um diesen Betrag erhöhen könnte. Und das ist nicht der Fall.

Melatonin

Der suprachiasmatische Nucleus sendet sein sich wiederholendes Tag-Nachtsignal über einen zirkulierenden Botenstoff namens Melatonin an andere Hirnregionen und den Körper. Melatonin hat auch andere Namen wie „Stoff der Dunkelheit” und „Vampirhormon”. Nicht weil es unheimlich wäre, sondern weil Melatonin abends und nachts ausgeschüttet wird. Auf Befehl des suprachiasmatischen Nucleus beginnt der Melatonin-Anstieg kurz nach Einbruch der Dunkelheit und wird von der Epiphyse, einer Region tief im hinteren Teil des Gehirns, in die Blutbahn ausgeschüttet. Melatonin wirkt wie ein mächtiges Megaphon, das dem Gehirn und dem Körper die klare Botschaft “Es ist dunkel” übermittelt. Damit ist die Nacht eingeläutet und der biologische Befehl zum Einschlafen gegeben.

Auf diese Weise hilft Melatonin, den Zeitpunkt des Schlafes zu regulieren, indem es im gesamten Organismus Dunkelheit signalisiert. Auf den Schlaf selbst hat Melatonin jedoch wenig Einfluss – ein Irrglaube, dem viele Menschen unterliegen. Zur Veranschaulichung kann man sich den Schlaf wie einen olympischen 100-Meter-Lauf vorstellen. Melatonin ist das Sprachrohr des Zeitnehmers, der sagt: „Läufer, auf die Plätze“ und dann den Startschuss gibt, der das Rennen in Gang setzt. Dieser Zeitnehmer (das Melatonin) bestimmt, wann das Rennen (der Schlaf) beginnt, aber er nimmt nicht am Rennen teil. In dieser Analogie sind die Sprinter selbst andere Hirnregionen und Prozesse, die aktiv Schlaf erzeugen. Melatonin bringt diese schlafproduzierenden Hirnregionen an die Startlinie des Schlafes. Melatonin gibt nur das Startsignal für den Schlaf, ist aber nicht am Schlaf selbst beteiligt.

Sobald der Schlaf einsetzt, nimmt die Melatoninkonzentration im Laufe der Nacht bis in die frühen Morgenstunden langsam ab. In der Morgendämmerung, wenn das Sonnenlicht durch die Augen ins Gehirn eindringt, wird in der Zirbeldrüse ein Signal aktiviert, das die Melatoninausschüttung stoppt. Der Mangel an zirkulierendem Melatonin signalisiert dem Gehirn und dem Körper, dass die Ziellinie für den Schlaf erreicht ist. Es ist Zeit, das Rennen zu beenden und für den Rest des Tages aktiv zu werden. In dieser Hinsicht sind wir Menschen Sonnenmenschen. Wenn das Licht schwindet, wird das solarbetriebene Bremspedal betätigt, das Melatonin blockiert. Mit dem Anstieg des Melatoninspiegels wird eine neue Phase der Dunkelheit eingeläutet und ein neues Schlafereignis an die Startlinie gerufen.

Mit Jetlag leben lernen

Das Aufkommen des Düsentriebwerks war eine Revolution für den Massentransport von Menschen rund um den Globus. Sie brachte jedoch eine unvorhergesehene biologische Katastrophe mit sich: Düsenflugzeuge konnten Zeitzonen schneller überqueren, als unsere innere Uhr von vierundzwanzig Stunden je folgen oder sich anpassen konnte. Diese Maschinen verursachen eine biologische Zeitverschiebung: den Jetlag. Die Folge ist, dass wir uns in einer anderen Zeitzone tagsüber müde und schläfrig fühlen, weil unsere innere Uhr noch glaubt, es sei Nacht. Aufgeholt hat sie noch nicht. Als wäre das nicht schon schlimm genug, sind wir oft nicht in der Lage, den Schlaf einzuleiten oder aufrechtzuerhalten, weil unsere innere Uhr nun glaubt, es sei Tag.

Nehmen wir als Beispiel einen Flug von New York nach Amsterdam. Amsterdam ist New York sechs Stunden voraus. Wenn du in New York ankommst, zeigt die Digitaluhr in der Amsterdamer Schipool neun Uhr morgens an, aber deine innere Uhr zeigt eine ganz andere Zeit, nämlich New Yorker Zeit, drei Uhr morgens. Du solltest schnell schlafen, denn dein zeitversetztes Gehirn und dein Körper schleppen dich in einem Zustand tiefer Lethargie durch den Amsterdamer Tag. Jeder Aspekt der Biologie verlangt nach Schlaf, in den die meisten New Yorker um diese Zeit eingehüllt sind.

Aber das Schlimmste kommt noch. Um Mitternacht Amsterdamer Zeit liegt man im Bett, ist müde und will einschlafen. Aber anders als die meisten Amsterdamer kann man nicht einschlafen. Obwohl es Mitternacht ist, glaubt die innere biologische Uhr, es sei 18 Uhr, wie in New York. Normalerweise wäre man hellwach, und das ist man auch, wenn man in Amsterdam im Bett liegt. Es dauert vier bis sechs Stunden, bis die natürliche Tendenz zum Einschlafen einsetzt – genau dann, wenn Amsterdam erwacht und man seinen sozialen Beitrag leisten muss. Was für ein Wechselspiel.

Das ist der Jetlag. Tagsüber fühlt man sich in einer neuen Zeitzone müde und schläfrig, weil die innere Uhr und der damit verbundene biologische Rhythmus glauben, es sei noch Nacht. Nachts kann man oft nicht richtig schlafen, weil der biologische Rhythmus immer noch glaubt, es sei Tag.

Glücklicherweise werden Gehirn und Körper nicht ewig in diesem unpassenden Schwebezustand bleiben. Sie werden sich durch die Signale des Sonnenlichts an den neuen Ort gewöhnen. Aber das ist ein langsamer Prozess, denn pro Tag in einer anderen Zeitzone kann sich der suprachiasmatische Nucleus nur um etwa eine Stunde anpassen. So dauert es etwa sechs Tage, bis man sich nach einem Aufenthalt in New York an die Amsterdamer Zeit gewöhnt hat.

Wenn du nach Osten reist, ist es schwieriger, sich an eine neue Zeitzone zu gewöhnen, als wenn du nach Westen fliegst. Dafür gibt es zwei Gründe:

• Der Weg nach Osten erfordert ein früheres Einschlafen als gewöhnlich, was eine große biologische Aufgabe ist, die der Verstand nicht ohne weiteres bewältigen kann. Die Reise nach Westen erfordert dagegen ein längeres Aufbleiben, das bewusst und aus praktischen Gründen leichter zu bewältigen ist.
• Abgeschirmt von allen Einflüssen der Außenwelt ist unser natürlicher Tagesrhythmus zunächst länger als ein Tag. Deshalb ist es einfacher, einen Tag künstlich zu verlängern, als ihn zu verkürzen. Wenn man nach Westen reist, ist der Tag länger als vierundzwanzig Stunden und es ist etwas einfacher, sich daran zu gewöhnen. Reisen nach Osten hingegen, wo der Tag kürzer ist als unsere innere Uhr, widersprechen von vornherein unserem angeborenen langen inneren Rhythmus, und es ist schwieriger, sich daran zu gewöhnen.

Ob im Westen oder im Osten, ein Jetlag ist immer eine quälende psychische Belastung für das Gehirn und eine große biologische Belastung für die Zellen, Organe und lebenswichtigen Systeme des Körpers. Und das hat Folgen. In wissenschaftlichen Studien haben wir das Kabinenpersonal von Flugzeugen untersucht, die häufig Langstrecken fliegen und kaum Gelegenheit haben, sich zu erholen. Dabei sind wir zu zwei alarmierenden Ergebnissen gekommen:

• Teile des Gehirns (vor allem diejenigen, die mit Lernen und Gedächtnis zu tun haben) waren physisch geschrumpft, was auf die Zerstörung von Gehirnzellen durch den biologischen Stress des Zeitzonenwechsels zurückzuführen ist.
• Das Kurzzeitgedächtnis war stark beeinträchtigt. Sie waren deutlich vergesslicher als Personen gleichen Alters und gleicher Herkunft, die nicht häufig durch Zeitzonen reisten. Sie haben auch ein höheres Risiko, an neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson zu erkranken.

Angesichts dieser negativen Auswirkungen ist es verständlich, dass manche Menschen, die häufig mit Jetlag zu kämpfen haben (z. B. Piloten und Flugbegleiter), diesen Beschwerden entgegenwirken möchten. Sie entscheiden sich oft für die Einnahme von Melatonin-Tabletten, um das Problem zu lösen. Aber funktioniert das? Man stelle sich einen Flug von New York nach Amsterdam vor. Wenn du in Amsterdam ankommst, würdest du gegen sieben oder acht Uhr abends eine Melatonintablette einnehmen, die einen künstlichen Anstieg des Melatoninspiegels im Blut auslöst, der dem natürlichen Melatoninanstieg entspricht, der bei den meisten Menschen in Amsterdam zu dieser Zeit auftritt. Auf diese Weise wird dem Gehirn vorgegaukelt, dass es Nacht ist, und dieser chemisch induzierte Trick signalisiert, wann es Zeit ist, schlafen zu gehen. Es wird immer noch schwierig sein, das eigentliche Schlafereignis zu dieser normalen Zeit herbeizuführen, aber das Zeitsignal erhöht die Wahrscheinlichkeit, in diesem Jetlag-Kontext zu schlafen.

Schlafdruck und Koffein

Der 24-Stunden-Rhythmus ist der erste der beiden Faktoren, die Wachen und Schlafen bestimmen. Der zweite ist der Schlafdruck. Wenn du schläfst, produziert dein Gehirn eine chemische Substanz namens Adenosin. Die Konzentration dieses Stoffes steigt mit jeder Minute, die Sie wach sind. Je länger man wach ist, desto mehr Adenosin sammelt sich an. Adenosin ist also wie eine chemische Uhr, die kontinuierlich die Zeit anzeigt, die seit dem Aufwachen an diesem Morgen vergangen ist.

Eine Folge des Anstiegs von Adenosin im Gehirn ist ein erhöhtes Schlafbedürfnis. Dieser so genannte Schlafdruck ist der zweite Faktor, der bestimmt, wann man sich müde fühlt und zu Bett gehen sollte. Durch einen raffinierten Doppeleffekt schalten hohe Adenosinkonzentrationen die wachmachenden Regionen des Gehirns herunter und die schlaffördernden Regionen hoch. Wenn die Adenosinkonzentration ihren Höhepunkt erreicht, erzeugt dieser chemische Schlafdruck ein unwiderstehliches Verlangen nach Ruhe. Dies geschieht bei den meisten Menschen nach 12 bis 16 Stunden Wachsein.

Das Schlafsignal von Adenosin kann jedoch künstlich abgeschwächt werden – mit einer Chemikalie, die uns wacher und aufmerksamer macht: Koffein. Koffein ist kein Nahrungsergänzungsmittel, sondern das weltweit am häufigsten verwendete und missbrauchte psychoaktive Stimulans. Es ist nach Erdöl die am zweithäufigsten gehandelte Ware auf unserem Planeten. Der Koffeinkonsum ist eine der längsten und umfangreichsten unbeaufsichtigten Drogenstudien, die jemals am Menschen durchgeführt wurden, vielleicht nur noch übertroffen vom Alkoholkonsum, und sie dauert bis heute an.

Koffein wirkt, indem es erfolgreich mit Adenosin um das Privileg konkurriert, sich an die Adenosinrezeptoren im Gehirn anzuheften. Sobald Koffein diese Rezeptoren besetzt hat, stimuliert es sie nicht mehr wie Adenosin und macht schläfrig. Vielmehr blockiert Koffein die Rezeptoren und inaktiviert sie effektiv, indem es wie ein Maskierungsmittel wirkt. Es ist, als ob man sich die Finger in die Ohren steckt, um Geräusche auszublenden. Indem Koffein diese Rezeptoren besetzt, blockiert es das Schläfrigkeitssignal, das normalerweise durch Adenosin an das Gehirn übermittelt wird. Die Folge: Koffein gaukelt vor, wach und aufmerksam zu sein, obwohl der Adenosinspiegel so hoch ist, dass man eigentlich schlafen möchte.

Die zirkulierende Koffeinkonzentration erreicht etwa 30 Minuten nach der oralen Einnahme ihren Höhepunkt. Problematisch ist jedoch die Persistenz des Koffeins im Körper. In der Pharmakologie gibt es den Begriff der Halbwertszeit, wenn es um die Wirksamkeit eines Medikaments geht. Damit ist einfach die Zeit gemeint, die der Körper braucht, um 50 Prozent der Konzentration eines Medikaments abzubauen. Koffein hat eine durchschnittliche Halbwertszeit von sechseinhalb Stunden. Angenommen, man trinkt gegen 15.30 Uhr eine Tasse Kaffee und isst Kuchen. Das bedeutet, dass um 22 Uhr noch 50 Prozent des Koffeins aktiv sind und im Gehirngewebe zirkulieren. Mit anderen Worten: Um 22 Uhr ist die Reinigung des Gehirns vom getrunkenen Koffein erst zur Hälfte abgeschlossen.

Aber auch die 50-Prozent-Marke ist nicht harmlos. Ein halber Schuss Koffein ist immer noch sehr stark, und im Laufe der Nacht muss noch viel mehr Koffein abgebaut werden, bevor es verschwindet. Der Schlaf wird nicht leicht sein und nicht die ganze Nacht über glatt verlaufen, da das Gehirn weiter gegen die gegnerische Kraft des Koffeins kämpft. Die meisten Menschen sind sich nicht bewusst, wie lange es dauert, bis eine einzige Dosis Koffein abgebaut ist, und stellen daher keinen Zusammenhang zwischen dem schlechten Schlaf, aus dem sie am Morgen erwachen, und der Tasse Kaffee her, die sie beispielsweise nach einem guten Abendessen am Vorabend getrunken haben.

Koffein, das nicht nur in Kaffee, bestimmten Teesorten und Energydrinks, sondern auch in Lebensmitteln wie dunkler Schokolade und Speiseeis sowie in Medikamenten wie Schlankheits- und Schmerzmitteln enthalten ist, ist ein weit verbreiteter Übeltäter, der das Einschlafen und Durchschlafen erschwert. Entkoffeinierter Kaffee ist nicht gleich entkoffeiniert. Je nach Entkoffeinierungsverfahren und verwendeter Bohne kann eine Tasse koffeinfreier Kaffee zwischen drei und zehn Prozent der Dosis einer normalen Tasse Kaffee enthalten.

Der Koffeinrausch lässt nach

Koffein wird von einem Enzym in der Leber abgebaut, das es im Laufe der Zeit langsam abbaut. Manche Menschen verfügen über eine effizientere Variante dieses Enzyms, das Koffein abbaut, so dass die Leber es schnell aus dem Blutkreislauf entfernen kann. Andere haben eine langsamere Form dieses Enzyms, so dass der Körper viel länger braucht, um die gleiche Menge Koffein abzubauen. Deshalb reagieren diese Menschen sehr empfindlich auf Koffein. Eine Tasse Tee oder Kaffee am Morgen reicht ihnen für den größten Teil des Tages, und wenn sie am frühen Nachmittag noch eine zweite Tasse trinken, können sie abends nur schwer einschlafen. Auch das Alter beeinflusst die Geschwindigkeit des Koffeinabbaus: Je älter wir sind, desto länger brauchen Gehirn und Körper, um Koffein abzubauen, und desto empfindlicher reagieren wir mit zunehmendem Alter auf die schlafstörende Wirkung von Koffein.

Wer versucht, mit Kaffee bis spät in die Nacht wach zu bleiben, sollte sich auf eine unangenehme Folge einstellen, wenn die Leber das Koffein erfolgreich aus dem Körper entfernt: den so genannten Koffein-Crash. Wie bei einem Spielzeugroboter, dessen Batterien leer sind, sinkt Ihr Energieniveau rapide ab. Es fällt Ihnen schwer zu arbeiten und sich zu konzentrieren, und Sie fühlen sich wieder sehr müde.

Jetzt verstehen wir auch, warum. Während das Koffein in unserem Körper ist, baut sich die schlaffördernde Substanz (Adenosin), die es blockiert, weiter auf. Das Gehirn nimmt diese steigende Flut von schlafförderndem Adenosin nicht wahr, weil die Koffeinmauer, die Sie aufgebaut haben, es daran hindert. Doch sobald die Leber diese Koffeinbarrikade abbaut, spüren Sie einen unangenehmen Rückschlag: Sie werden von der Schläfrigkeit heimgesucht, die Sie zwei oder drei Stunden vor dem Kaffeegenuss verspürt haben, und von all dem zusätzlichen Adenosin, das sich in den Stunden dazwischen angesammelt hat und ungeduldig darauf wartet, dass das Koffein verschwindet. Wenn die Rezeptoren durch den Abbau des Koffeins frei werden, strömt das Adenosin wieder herein und erstickt die Rezeptoren. Wenn dies geschieht, wird man von einem sehr starken Schlafbedürfnis überwältigt, das durch Adenosin ausgelöst wird – der bereits erwähnte Koffein-Crash. Wenn man nicht mehr Koffein zu sich nimmt, um die Adenosinlast zu bekämpfen, was einen Suchtkreislauf in Gang setzen würde, wird es sehr, sehr schwer, wach zu bleiben.

Es lohnt sich, daran zu erinnern, dass Koffein eine Droge ist und das einzige Suchtmittel, das wir unseren Kindern und Jugendlichen bereitwillig verabreichen – mit schwerwiegenden Folgen.

Bekomme ich genug Schlaf?

Abgesehen vom Extremfall des Schlafmangels: Wie kann man wissen, ob man regelmäßig genug schläft? Um diese Frage umfassend zu beantworten, ist zwar eine klinische Schlafuntersuchung erforderlich, aber eine einfache Faustregel ist die Beantwortung zweier einfacher Fragen: Kann ich morgens nach dem Aufwachen wieder einschlafen? Kann ich morgens ohne Koffein optimal arbeiten?

Wenn du die erste Frage mit “Ja” und die zweite Frage mit “Nein” beantwortest, ist es wahrscheinlich, dass du nicht nur zu wenig oder nicht gut genug schläfst, sondern auch deinen chronischen Schlafmangel selbst behandeln möchtest. Beides sind Anzeichen, die ernst genommen werden sollten, um dem Schlafmangel entgegenzuwirken. In der Regel ist das Gefühl der Unausgeschlafenheit, das dazu führt, dass man morgens wieder einschlafen muss oder mit Koffein wach wird, darauf zurückzuführen, dass man zu wenig schläft – mindestens sieben bis acht Stunden im Bett.

Zu wenig Schlaf hat unter anderem zur Folge, dass die Adenosinkonzentration zu hoch bleibt, d.h. dass am nächsten Morgen noch eine gewisse Menge Adenosin vom Vorabend vorhanden ist. Diese überhöhte Adenosinkonzentration trägt man dann den ganzen nächsten Tag mit sich herum. Dieses Schlafdefizit baut sich weiter auf und überträgt sich auf den nächsten Tag und den nächsten Tag und so weiter. Auf diese Weise entsteht ein Zustand chronischen Schlafmangels von einem Tag auf den anderen. Dieses übermäßige Schlafbedürfnis führt zu einem Gefühl chronischer Müdigkeit, das sich in vielen Formen geistiger und körperlicher Störungen äußert, die heute in den Industrieländern weit verbreitet sind.

Weitere Fragen, die Hinweise auf unzureichenden Schlaf geben können, sind folgende:

• Wenn du keinen Wecker hättest, würdest du nach dieser Zeit schlafen? – Wenn ja, bräuchtest du mehr Schlaf als du bekommst.
• Ertappst du dich dabei, wie du am Bildschirm immer wieder denselben Satz liest und ihn dann schnell wieder vergisst? – Das ist oft ein Zeichen für ein müdes, unausgeschlafenes Gehirn.
• Vergisst du beim Autofahren manchmal, welche Farbe die letzte Ampel hatte? – Oft ist Ablenkung schuld, aber auch Schlafmangel.

Auch wenn man sich genügend Zeit für eine erholsame Nachtruhe nimmt, kann es natürlich sein, dass man am nächsten Tag müde und schläfrig ist, weil man an einer nicht diagnostizierten Schlafstörung leidet, von denen es mehr als hundert gibt. Die häufigste ist Schlaflosigkeit, gefolgt von Atemstörungen oder Schlafapnoe, zu der auch starkes Schnarchen gehört. Wenn du den Verdacht hast, dass dein Schlaf oder der einer anderen Person gestört ist, was zu Tagesmüdigkeit, Unwohlsein oder Stress führt, sprich sofort mit deinem Arzt und lass dich an einen Schlafspezialisten überweisen. Das Wichtigste in diesem Zusammenhang: Nicht als erstes zu Schlaftabletten greifen. Sie können zwar helfen, wirken aber meist nur mit einem hohen Placebo-Anteil.