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Schlafmangel und zirkadiane Verschiebungen bewirken Gewichtszunahme

Nachteilige Effekte auf Regulation der Genexpression und Metabolismus

Chronischer Schlafmangel, soziales "jet lag" und Schichtarbeit sind in unserer modernen 24/7‑Gesellschaft weit verbreitet und gehen mit einem erhöhten Risiko für verschiedene metabolische Pathologien einher. Dazu gehören Übergewicht, metabolisches Syndrom und Diabetes Typ 2.

Epidemiologische Untersuchungen belegen, dass Menschen, die chronischem Schlafmangel oder Schichtarbeit ausgesetzt sind, ein erhöhtes Risiko für Übergewicht und Diabetes Typ 2 haben. Bereits kleine wöchentliche Verschiebungen der Schlafenszeiten oder nur fünf Nächte mit wenig Schlaf scheinen bei Gesunden ein erhöhtes Risiko für eine Gewichtszunahme zu bergen. Schichtarbeit bringt gleichzeitig Schlafentzug und zirkadiane Verschiebungen mit sich, die beide mit einer Reihe metabolischer Entgleisungen assoziiert sind.

Eine kleine, Ende August veröffentlichte Studie gewann interessante Hinweise, wie es bei Schlafmangel zu so drastischen Störungen unseres Metabolismus kommen könnte.1,2 Nach einer Nacht normalen Schlafes (8 h) und einer Nacht kompletten Schlafentzuges wurden jeweils Blutproben und kleine Biopsien von Muskel- und Fettgewebe der Teilnehmer gewonnen.

Schichtarbeit und chronischer Schlafmangel stellen mehr um als nur die "innere Uhr"

Schon frühere Arbeiten kamen zu dem Ergebnis, dass Schlafmangel und zirkadiane Turbulenzen den Metabolismus empfindlich stören und eine Gewichtszunahme begünstigen.
Im Fettgewebe kommt es zu einem Überwiegen anaboler Stoffwechselwege und damit zur Zunahme von Fett. Das Muskelgewebe dagegen gerät in eine katabole Schieflage, sodass die Muskelmasse gleichzeitig abnimmt. Diese Kombination an sich ist bereits mit zahlreichen negativen Folgen für die Gesundheit in Zusammenhang gebracht worden.

Was vielleicht im ersten Moment konträr klingt, erscheint nun durch die Studienergebnisse nachvollziehbar.
Der gesteigerte Katabolismus in Reaktion auf akuten Schlafmangel scheint hormonell bedingt zu sein. Schlafmangel erhöht die Konzentrationen des katabolen Hormons Cortisol, reduziert gleichzeitig den Testosteron-Spiegel und bewirkt einen Ausfall der nächtlichen Freisetzung von Wachstumshormon, die normalerweise im Tiefschlaf stattfindet. 

Obwohl die Teilnehmer der aktuellen Studie nur für eine Nacht wach gehalten wurden, stellten die Wissenschaftler Alterationen der DNA‑Methylierung fest – und zwar an Genen, die im Fettgewebe von Übergewichtigen und Typ‑2-Diabetikern anders methyliert sind, wie frühere Studien bereits zeigen konnten. Auch in dieser Arbeit wurden diese Veränderungen nur im Fettgewebe beobachtet. Bereits eine Nacht Schlafentzug hat also gewebespezifische Folgen für die Genexpression und damit den Metabolismus.

Weitere Forschung nötig

Wiederholte Störungen von Schlaf und zirkadianen Rhythmen scheinen demnach die Entwicklung von Übergewicht zu begünstigen, indem sie die DNA‑Methylierung oder andere plastische epigenetische Regulationsmechanismen im Fettgewebe stören, was Adipogenese und Lipogenese fördert.

Die Modulation und Dauer dieser Veränderungen sollte zukünftig näher untersucht werden. Interessant wäre in dem Zusammenhang auch der Einfluss protektiver oder zusätzlicher stressreicher Faktoren, wie etwa Veränderungen der Ernährung oder körperliche Aktivität.

Referenzen:
1. Cedernaes, J. et al. Acute sleep loss results in tissue-specific alterations in genome-wide DNA methylation state and metabolic fuel utilization in humans. Sci Adv 4, eaar8590 (2018).
2. How sleep loss may contribute to adverse weight gain. ScienceDaily Available at: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180823095946.htm. (Accessed: 25th August 2018)