Die Wirkung selektiver REM-Schlaf-Deprivation auf den Glukosestoffwechsel

Abstract

Der Schlaf nimmt bei der Aufrechterhaltung komplexer physiologischer Prozesse eine wichtige Rolle ein. Dazu zählt neben der Regulation inflammatorischer Geschehen und dem Ausbilden und Verstärken neuronaler Netzwerke im Rahmen der Neuroplastizität auch die metabolische Homöostase. Die Beeinflussung des Glukosemetabolismus läuft über multiple, interdependente Regelkreisläufe von Hormonen, die schlussendlich die Insulinsensibilität und Glukosetoleranz beeinflussen. Infolgedessen konnte vereinzelt die Bedeutung des SWS für den Glukosemetabolismus belegt werden, jedoch blieb die entsprechende Rolle des REM-Schlafs unter metabolischen Gesichtspunkten weitgehend ausgeklammert. Deshalb beschäftigte sich diese Studie mit dem Vergleich der Wirkung selektiver REM-Schlaf- und SWS-Deprivation auf den Glukosemetabolismus. Einundzwanzig männliche Probanden wurden im Anschluss an eine Adaptationsnacht in einem messwiederholten, einfach-blinden Experiment im 2×2- Cross-over-Design im Abstand von 2-4 Wochen zu zwei Testsitzungen mit jeweils zwei aufeinanderfolgenden Deprivationsnächten eingeladen, in denen entweder der REM- Schlaf oder der SWS polysomnographisch aufgezeichnet und selektiv mithilfe akustischer Signale depriviert wurde. Nach der ersten Deprivationsnacht (sowie zu Vergleichszwecken der Adaptationsnacht) fanden ein oraler Glukosetoleranztest (OGTT) und eine indirekte Kalorimetrie statt, so dass sich die hier vorgestellten Ergebnisse auf diese Messungen beziehen. Die polysomnographische Auswertung der Schlafdaten ergab eine deutliche Verminderung der Dauer der deprivierten Schlafphase, eine verkürzte Gesamtschlafdauer (TST) sowie eine erhöhte Wachzeit (WASO) und Dauer des Schlafstadiums 1 (S1). Die Auswertung der OGTT-Parameter ergab für die Glukose- und Insulinkonzentration im Verlauf des OGTTs keine signifikanten Unterschiede unter den Untersuchungsbedingungen der Adaptationsnacht und der Deprivationsbedingungen. Nach der SWS-Deprivation zeigte sich eine signifikant gesteigerte Insulinsekretion, wohingegen die entsprechende Steigerung nach REM-Schlafdeprivation im Vergleich mit der Adaptationsnacht nur grenzwertig signifikant war. Die Berechnung der Insulinsensitivität mittels NEFA-ISI ergab für beide Deprivationsbedingungen keinen signifikanten Unterschied im Vergleich zur Adaptationsnacht, wohingegen die Berechnung mittels OGIS-Score eine signifikante Verminderung der Insulinsensitivität

- 83 - nach SWS-Deprivation ergab. Die C-Peptid-Konzentration stellte sich nach REM-Schlaf- und SWS-Deprivation im Vergleich zur Adaptationsnacht erhöht dar. Die Analyse der FFA-Konzentrationen zeigte signifikant verminderte FFA-Konzentrationen nach SWS- Deprivation im Vergleich zur REM-Schlafdeprivation. Die Ergebnisse der indirekten Kalorimetrie zeigen einen erhöhten Gesamtenergieverbrauch während des OGTTs verglichen mit der Basalmessung am Morgen, sowohl im Rahmen der Adaptationsnacht sowie auch unter beiden Deprivationsbedingungen, aber keine signifikanten Unterschiede zwischen den Bedingungen im Gesamtenergieverbrauch sowie im Atmungsaustauschverhältnis. Die Arbeitshypothese einer Beeinträchtigung der Glukosetoleranz und Insulinsensibilität durch selektive REM-Schlaf-Deprivation konnte nur bedingt parameterübergreifend festgestellt werden, jedoch deuten die erhöhten Insulin- und C- Peptid-Konzentrationen nach selektiver REM-Schlafdeprivation auf eine Beteiligung des REM-Schlafs an der Aufrechterhaltung der Glukosehomöostase hin. Die in der Vergangenheit bereits nachgewiesene Beteiligung des SWS an der Regulation des Glukosemetabolismus konnte abermals belegt werden. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass sowohl die REM-Schlafdeprivation sowie auch die Tiefschlafdeprivation einen abträglichen Effekt auf den Glukosestoffwechsel zu haben scheinen, welcher in der Differenzierung beider Schlafphasen noch weitreichender Untersuchung bedarf. Insgesamt liefert die vorliegende Studie weitere Hinweise darauf, dass ungestörter nächtlicher Schlaf für die Aufrechterhaltung der Glukosehomöostase relevant ist.