Melatonin spielt eine zentrale Rolle in unserem Schlaf und in unseren Zyklen von Ruhe und Aktivität. So viel wir über Melatonin und dessen Bedeutung für den Schlaf gelernt haben, wissen wir noch viel über die biologischen Funktionen und den Zweck des Hormons noch nicht. In den letzten Jahren gab es wichtige Erkenntnisse darüber, wie Melatonin die Schlaf-Wach-Zyklen des Körpers beeinflusst und wie sich diese auf Gesundheit, Krankheit und Schlaf auswirken. Wir haben auch einige Entdeckungen über die mögliche Rolle von Melatonin in der Evolution des Schlafes gesehen.
Melatonin ist ein biologisch antikes Molekül, von dem bekannt ist, dass es in einigen der frühesten und ursprünglichsten lebenden Organismen existiert hat. Neuere Forschungen über Melatonin haben uns einige faszinierende neue Einsichten zu den möglichen evolutionären Anfängen des Schlafes geliefert. Wissenschaftler am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie in Heidelberg untersuchten, wie Melatonin in Form von marinem Zooplankton, einem winzigen, wirbellosen Meereswurm, wirkt. Die Entdeckungen der Wissenschaftler könnten ein neues Licht auf die frühesten biologischen Ursprünge des Schlafes werfen.
Die Forscher untersuchten marines Zooplankton in ihrem Larvenstadium. Diese Larven haben ein regelmäßiges, ausgeprägtes Tag-und-Nacht-Aktivitätsmuster, das sich in ihrer natürlichen Meeresumwelt entfaltet. Wenn die Sonne untergeht, schwimmen die Larven zur Wasseroberfläche, um sich im Schutz der Dunkelheit zu ernähren. Wenn die Sonne aufgeht, fallen sie zurück in die tieferen Tiefen des Ozeans, wo sie – geschützt vor Fressfeinden und abgeschirmt vor den UV-Strahlen der Sonne – bleiben, bis die Sonne unterzugehen beginnt und sie ihre Aufwärtsbewegung wieder beginnen. Wissenschaftler betrachten diese zyklischen Muster bei Zooplanktonlarven als eine mögliche Verbindung zu einer evolutionären alten Version von zirkadianen Rhythmen, die nicht nur beim Menschen, sondern auch bei fast allen Tieren und anderen lebenden Organismen existiert.
Wissenschaftler wollten sehen, welche Rolle Melatonin bei der zyklischen Aktivität der winzigen Larven am Tag der Nacht spielen könnte. Basierend auf früheren Untersuchungen hatten die Wissenschaftler bereits Zellen in den Larven identifiziert, die lichtempfindlich sind und einige grundlegende Ähnlichkeiten mit den lichtempfindlichen Zellen im menschlichen Gehirn zeigten, die die Melatoninproduktion auslösen. Die Forscher untersuchten das genetische Make-up und die Aktivität dieser lichtempfindlichen Zellen und suchten nach Hinweisen auf Melatonin und seine mögliche Beziehung zu den nächtlichen Routinen der Larven.
Forscher fanden heraus, dass das Zooplankton nachts Melatonin produzierte und die Melatoninproduktion während des Tages einstellte. Sie fanden auch heraus, dass der nächtliche Anstieg und Abfall des Melatoninspiegels in den Larven direkt dazu beigetragen hat, den winzigen Organismen zu helfen, sich im Wasser auf und ab zu bewegen. Sie fanden sogar heraus, dass die Larven ihre eigene Version der circadianen Rhythmusunterbrechung oder des Jetlags erlebten – ohne Licht ausgesetzt zu sein. Die Larven produzierten weiterhin das Melatonin, das ihre Bewegung im Wasser entsprechend ihrem Nachttageszyklus regulierte.
Die Forscher theoretisieren, dass das, was sie in den Larven beobachteten, eine biologisch alte, primitive Version eines Schlaf-Wach-Zyklus sein kann, der Hunderte von Millionen von Jahren zurück verfolgt. Es ist ein faszinierendes und überzeugendes Szenario darüber, wie unsere eigenen Schlafzyklen entstanden sein könnten.
In anderen Forschungen, die die tiefe evolutionäre Rolle von Melatonin in Schlaf-Wach-Zyklen andeuten, wurden die schwankenden Spiegel des Hormons zum ersten Mal auch mit dem Mondzyklus in Verbindung gebracht. Forscher an der Universität Basel haben den ersten Beweis dafür erbracht, dass unsere Schlaf-Wach-Zyklen von den wechselnden Mondphasen beeinflusst werden. Die Wissenschaftler wollten den Einfluss des Mondes auf den Schlaf nicht untersuchen. Sie verwendeten Daten aus einer zuvor abgeschlossenen Studie über zirkadiane Rhythmen und den körpereigenen, homöostatischen Schlaftrieb. Ihre Studiendaten enthielten detaillierte Schlafinformationen über 33 gesunde Männer und Frauen im Alter von 20 bis 74 Jahren, die mehrere Stunden in einem Labor verbracht haben, das den Schlaf überwacht und gemessen hat und auch die Lichteinwirkung kontrolliert hat, einschließlich Mondlicht und künstlichem Licht in der Nacht.
Die Forscher fanden heraus, dass sich die Melatoninwerte – zusammen mit mehreren anderen wichtigen Schlafmarkern – signifikant mit den Veränderungen des Mondes verschoben haben. Zur Zeit des Vollmondes war der nächtliche Melatoninspiegel am niedrigsten und in den mehreren Tagen bis zum Vollmond stetig gefallen. Nachdem der Vollmond vorüber war, stieg der Melatoninspiegel in der Nacht an, bevor er nach der Halbzeitmarkierung zum nächsten Vollmond wieder abzufallen begann. Zusätzlich zu den Veränderungen bei Melatonin fanden die Forscher auch heraus, dass die Menschen insgesamt weniger schliefen, weniger Zeit im Tiefschlaf verbrachten und länger einschlafen, um im gleichen Muster wie beim Vollmond zu schlafen. Diese Ergebnisse überraschten Forscher und andere Wissenschaftler – wir haben noch nie zuvor zuverlässige wissenschaftliche Beweise für einen Zusammenhang zwischen Schlaf und dem Mondzyklus beim Menschen gesehen. Ihre Forschungsergebnisse – um sicher zu sein – deuten darauf hin, dass unsere Schlaf-Wach-Zyklen nicht nur unter dem Einfluss des zirkadianen 24-Stunden-Zyklus von Tageslicht und Dunkelheit, sondern auch unter dem Einfluss des Mondtages von etwa 29 Tagen funktionieren.
Als nächstes werfen wir einen Blick auf Forschung, die bahnbrechend neue Details untersucht, wie Melatonin die zirkadiane Uhr des Körpers beeinflussen kann.
Schöne Träume,
Michael J. Breus, PhD
Der Schlafdoktor ™
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