Wissensvorsprung

Die „Beziehungskiste“ zwischen Immunsystem und Schlaf

„Schlaf ist die beste Medizinˮ, weiß der Volksmund. Die Wissenschaft geht zumindest davon aus, dass ein anhaltender Schlafmangel das Abwehrsystem unseres Körpers schwächt und uns somit anfälliger für Erkältungen und andere Infektionen macht.1 Ergebnisse von Beobachtungsstudien untermauern diese Annahme. Demnach hatten Kurzschläfer (≤ 5 Stunden) im Vergleich zu Normalschläfern eine höhere Inzidenz von Atemwegsinfektionen und ein höheres Risiko für die Entwicklung einer Lungenentzündung.1 Doch warum haben viele Menschen während und oft auch eine Zeit lang nach einer Infektion ein erhöhtes Schlafbedürfnis? Dieses wird erstaunlicherweise nicht durch die Infektionserreger selbst, sondern indirekt durch Botenstoffe aus unserem Immun- und Nervensystem verursacht.1 Aktuelle Forschungsergebnisse bringen hierzu neue und unerwartete Erkenntnisse:

Ein neuronales Peptid, das antibakteriell und schlaffördernd wirkt

Amerikanische Forscher haben kürzlich erstmals bei Fruchtfliegen einen Eiweißstoff entdeckt, der bei einer Infektion auf zweifache Weise wirkt: Das Peptid „Nemuri“ (japanisch für „Schlaf“) wirkt einerseits wie ein Antibiotikum, andererseits verlängert es die tägliche Schlafdauer der Insekten.2 Auf diese Weise hilft das von Neuronen ausgeschüttete Molekül den Fliegen, eine bakterielle Infektion zu überleben.2 Auch Studien an Säugetieren lieferten Hinweise darauf, dass die Immunabwehr stimuliert und die Überlebensrate erhöht wird, wenn die Tiere vor einer systemischen bakteriellen Infektion schlafen durften.3 Möglicherweise besteht ein ähnlicher Zusammenhang zwischen Immunabwehr und Schlaf auch beim Menschen – vermittelt durch einen noch nicht identifizierten Botenstoff, vermuten die Wissenschaftler im Fachjournal „Science“.2 Jedenfalls wurden bereits über 100 antimikrobielle Peptide (AMPs) nachgewiesen, die der menschliche Körper produziert.4 Diese Abwehrpeptide sind gegen ein breites Spektrum von Mikroorganismen aktiv, wie z. B. gegen Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten.4 Allerdings ist bisher nicht bekannt, ob eines davon ebenfalls einen schlaffördernden Effekt hat.

Körpereigene Botenstoffe im Schlafmodus

Einen neuartigen Mechanismus, mit dem unser Immunsystem im Schlaf unterstützt wird, haben Forscher am Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie der Universität Tübingen herausgefunden.5 Stoyan Dimitrov und Kollegen untersuchten den Einfluss von Schlaf auf die Funktionen von T-Lymphozyten bei gesunden Probanden.5 T-Lymphozyten, kurz T-Zellen genannt, patrouillieren im Körper mit dem Ziel, Fremdantigene aufzuspüren, z. B. virusinfizierte oder entartete Zellen. Erkennt eine T-Zelle beispielsweise eine mit Viren infizierte Zelle, exprimiert und aktiviert sie „klebrige“ Adhäsionsproteine, sogenannte Integrine, die es ihr ermöglichen, sich an ihr Ziel zu heften und dieses anschließend zu zerstören. Die Forscher vermuteten, dass bestimmte Botenstoffe, u. a. Neurotransmitter wie Adrenalin, Noradrenalin und Serotonin sowie Prostaglandine, die Integrin-Aktivierung beeinflussen.5 Im Schlaf sinken die Spiegel dieser Botenstoffe für gewöhnlich ab. Um die Auswirkungen niedriger Botenstoff-Konzentrationen auf die Adhäsionseigenschaften von T-Zellen in einem physiologischen Zustand beurteilen zu können, führten sie ein Experiment im Crossover-Design mit 10 jungen (Ø ca. 25 Jahre), gesunden Probanden in einem Schlaflabor durch.5 Während eine Gruppe zwischen 23 Uhr und 7 Uhr schlafen durfte, musste die andere Gruppe die ganze Nacht wach bleiben. In regelmäßigen Abständen wurde den Teilnehmern Blut abgenommen, ohne diese dabei zu wecken.

Effektivere T-Zell-Antwort nach ausreichend Schlaf

Die T-Zellen der ausgeschlafenen Studienteilnehmer zeigten signifikant höhere Werte der Integrin-Aktivierung als die der Teilnehmer mit Schlafdefizit. Offenbar reichten bereits einige Stunden Schlafverlust aus, um die Anhaftungsfähigkeit von antigenspezifischen T-Zellen zu reduzieren.5 Die Forscher konnten in weiteren Experimenten bestätigen, dass die günstige Wirkung des Schlafs auf die T-Zell-Integrin-Aktivierung tatsächlich auf die Abnahme der Botenstoffe zurückzuführen war.5 Schlaf habe das Potenzial, die Effizienz der T-Zell-vermittelten Immunantwort zu verbessern, was angesichts der hohen Prävalenz von Schlafstörungen und Zuständen, die durch gestörten Schlaf gekennzeichnet sind, wie Depressionen, chronischer Stress, hohes Lebensalter und Schichtarbeit, besonders relevant sei, so die Autoren der Studie. Die Ergebnisse zeigen einen möglichen, grundlegenden Mechanismus, über den der Schlaf uns beim alltäglichen Kampf gegen Infektionen unterstützt und liefern Hinweise darauf, dass der Volksmund recht hat mit der Annahme, Schlaf sei die beste Medizin.

 

Quellen
1. Besedovsky L, Lange T, Haack M. The sleep-immune crosstalk in health and disease. Physiol Rev 2019;99(3):1325–80.
2. Toda H, Williams JA, Gulledge M, et al. A sleep-inducing gene, nemuri, links sleep and immune function in Drosophila. Science 2019;363(6426):509–15.
3. Hahn J, Günter M, Schuhmacher J, et al. Sleep enhances numbers and function of monocytes and improves bacterial infection outcome in mice. Brain Behav Immun 2020; Jan 3 [online ahead of print] doi: 10.1016/j.bbi.2020.01.001.
4. Wang G. Human antimicrobial peptides and proteins. Pharmaceuticals (Basel) 2014;7(5):545–94.
5. Dimitrov S, Lange T, Gouttefangeas C, et al. Gαs-coupled receptor signaling and sleep regulate integrin activation of human antigen-specific T cells. J Exp Med 2019;216(3):517–26.

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