Gene für Träumende, tiefer Schlaf in neuer Studie identifiziert

Durch die Analyse der Gene und der Gehirnaktivität von mehr als 8.000 Mäusen haben Forscher zwei Gene identifiziert, die den Tiefschlaf und das Träumen steuern und so die Tür zu neuen Behandlungsmethoden für Schlafstörungen öffnen.
Forscher haben zwei Gene entdeckt, die das Träumen und den Tiefschlaf steuern.

In einer Studie in der Zeitschrift veröffentlicht NaturForscher beschreiben die Entdeckung eines Gens, das die Menge des Schlafs mit schneller Augenbewegung (REM) in Säugetieren reguliert, sowie eines Gens, das die Menge des Schlafs mit nicht schneller Augenbewegung (NREM) steuert.

Laut der National Sleep Foundation ist REM eine wiederkehrende Schlafphase, die etwa 25 Prozent eines typischen Nachtschlafs ausmacht.

REM wird als eine Periode des Schlafes beschrieben, die eine intensive Gehirnaktivität mit sich bringt, die mit der Aktivität im Wachzustand des Gehirns vergleichbar ist. Lebhaftes Träumen tritt am wahrscheinlichsten während des REM-Schlafs auf.

NREM ist für die restlichen 75 Prozent des Schlafs verantwortlich und zeichnet sich durch eine Verringerung der Gehirnaktivität aus. NREM-Schlaf besteht aus drei Phasen: Schläfrigkeit, leichter Schlaf und langsamer Wellenschlaf - das tiefste Schlafstadium, in dem keine Augenbewegung oder Muskelaktivität auftritt.

Die Mechanismen hinter dem Schlaf verstehen

Sowohl REM als auch NREM gelten als wichtig für Gesundheit und Wohlbefinden, unterstützen das Wachstum und die Reparatur von Gewebe und stellen sicher, dass Gehirn und Körper während des Tages effektiv funktionieren.

Die zugrundeliegenden Mechanismen, die beide Schlafstadien regulieren, waren jedoch unklar. Jetzt haben Forscher erstmals zwei Gene identifiziert, von denen sie glauben, dass sie REM- und NREM-Schlaf steuern.

Für ihre Studie haben Co-Autor Joseph S. Takahashi vom O'Donnell Brain Institute am Southwestern Medical Center der University of Texas (UT) in Dallas und Kollegen zufällige Mutationen in die Gene von mehr als 8.000 Mäusen eingeführt.

Das Team nutzte die Elektroenzephalogie (EEG), um die Gehirnwellen der Nagetiere zu überwachen, um herauszufinden, ob eine der genetischen Mutationen, die sie einführten, ihren Schlaf beeinflusste.

Zwei neue Gene im Zusammenhang mit REM, NREM Schlaf

Die Forscher identifizierten zwei Gene - Salz-induzierbare Kinase 3 Sik3 (Sik3) und Natriumleck-Kanal nicht selektiv (Nalcn) -, die eine Rolle in REM und NREM Schlaf spielen.

Mäuse, die eine Mutation im Sik3-Gen hatten - die als "Sleepy" -Mäuse bezeichnet werden - wiesen 50 Prozent mehr NREM-Schlaf auf als Mäuse ohne diese Mutation, berichtet das Team.

"Wir haben festgestellt, dass Sleepy-Mutanten eine übertriebene Reaktion auf Schlafentzug zeigten", bemerkt der Erstautor Hiromasa Funato von der Universität von Tsukuba in Japan. "Die Untersuchung der Gehirne von Schlafmangel-Mäusen zeigte Veränderungen in der Phosphorylierung von Aminosäuren innerhalb des SIK3-Proteins. Diese Veränderungen wurden durch die Sik3-Mutation in Sleepy-Mäusen gestört, weshalb sie einen erhöhten Schlafbedarf haben."

Außerdem fanden sie heraus, dass Mäuse mit einer Mutation im Nalcn-Gen - "Dreamless" -Mäuse genannt - viel weniger REM-Schlaf hatten als Mäuse ohne eine Nalcn-Genmutation.

"Die Dreamless-Mutation verursacht eine erhöhte Ionenleitfähigkeit durch den Kanal und eine erhöhte Aktivität von REM-terminierenden Neuronen, was mit der REM-Schlafinstabilität vereinbar ist", erklärt Co-Autorin Chika Miyoshi, ebenfalls von der Universität Tsukuba.

Neue schlafregulierende Medikamente sind eine Möglichkeit

Alles in allem glauben die Forscher, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass Sik3 und Nalcn eine wichtige Rolle im Säugetierschlaf spielen, und die Entdeckung dieser Gene könnte den Weg für neue Therapien für Schlafstörungen ebnen.

Die National Sleep Foundation empfiehlt, dass Erwachsene zwischen 18 und 64 Jahren täglich 7-9 Stunden schlafen, während Erwachsene im Alter von 65 Jahren und älter versuchen sollten, 7-8 Stunden Schlaf zu bekommen.

Nach Angaben des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) erfüllen jedoch mehr als 25 Prozent der Menschen in den Vereinigten Staaten häufig die Schlafempfehlungen nicht, und etwa 50-70 Millionen amerikanische Erwachsene haben irgendeine Form von Schlafstörungen.

Den Forschern zufolge könnten die von den Sik3- und Nalcn-Genen produzierten Proteine ??Angriffspunkte für Schlafstörungen sein.

"Diese Studie eröffnet zumindest in der Theorie Möglichkeiten, neue schlafregulierende Medikamente zu entwickeln, aber dies wird in ferner Zukunft der Fall sein", sagt Seniorautor Dr. Masashi Yanagisawa, Professor für Molekulargenetik am UT Southwestern.

Darüber hinaus glauben die Forscher, dass ihre Studie die Entdeckung anderer Gene, die eine wichtige Rolle im Schlaf von Säugetieren spielen, vorantreiben könnte.

"Wir hoffen, dass die Entdeckung dieser Schlüsselgene nur der Anfang unserer langen Reise in die Blackbox der Schlafregulation ist. Es ist erstaunlich, dass wir fast nichts über die einfache Frage wissen, was" Schläfrigkeit "physisch in unserem Gehirn ist Beginne mit diesen Genen und versuche das große Geheimnis zu lösen. "

Dr. Masashi Yanagisawa

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