Zirkadiane Uhren und Schlaf – nachgeschaltete Funktion oder Crosstalk?

Innere, sog. zirkadiane Uhren regulieren zahlreiche Körperfunktionen – darunter unseren Schlaf-Wach-Rhythmus – im 24-h-Takt. Während die Funktion des zirkadianen Systems in der Regulation der Phasenlage des Schlafs (Prozess C) lange bekannt war, zeigen neuere Studien eine weit engere Verknüpfung von Uhrensystem und Schlaffunktion auf mehreren Ebenen. Genetische Defekte im molekularen Uhrwerk haben Auswirkungen auf den Schlafhomöostat (Prozess S). Umgekehrt wirken Änderungen im natürlichen Schlafzyklus zurück auf die Funktion der zirkadianen Uhr – und das nicht nur im zentralen Nervensystem (ZNS), sondern insbesondere auch in peripheren Organen. Dieser Schlaf-Uhr-Crosstalk könnte viele der negativen Effekte von Rhythmus- und Schlafstörungen auf den Energiestoffwechsel erklären. Gleichzeitig bietet er neue Ansatzpunkte für die Prävention und Behandlung von schlafassoziierten pathologischen Effekten, z. B. bei Schichtarbeitern. Dieser Übersichtsartikel beschreibt die Interaktion von Uhrensystem und Schlaf-Regelkreisen im ZNS und deren Effekte auf periphere physiologische Prozesse, insbesondere den Energiestoffwechsel. Er skizziert ein Modell der engen Kopplung von Schlaf und Uhrenfunktion und deren Bedeutung als Angriffspunkt für die Behandlung von durch Schlafstörungen bedingte Erkrankungen.