Antibiotika – Das unerträgliche Mantra von der Resistenz

Noch immer setzen Ärzte Antibiotika ein, um „auf der sicheren Seite“ zu sein. Infektionsexperten und Behörden warnen vor der Gefahr von Resistenzen. Doch viel gefährlicher als diese Nebenwirkung der Überverschreibung von Antibiotika ist ihre Hauptwirkung: Der Kahlschlag, den sie im menschlichen Mikrobiom – der Gemeinschaft unserer bakteriellen Mitbewohner – anrichten.

In nahezu jeder Ansprache bei Infektionskongressen, in jedem Artikel zum „rationalen Einsatz der Antibiotika-Therapie“ wird vor der Gefahr gewarnt, dass Bakterien gegen die Medikamente resistent werden können. Die Wundermittel könnten bald nicht mehr wirken und die alten Seuchen wieder aufblühen, weil durch Überverschreibung viele Krankheitserreger nicht mehr auf Antibiotika ansprechen. „Ohne ein rasches und koordiniertes Handeln aller Beteiligten steuert die Welt auf eine post-antibiotische Ära zu, in der normale Infektionen und kleine Verletzungen wieder tödlich enden können“, warnte kürzlich etwa der stellvertretende WHO-Direktor Keiji Fukuda.

Resistenzen – die Warnung ist so alt wie die Antibiotika selbst. Schon deren Erfinder Alexander Fleming hatte gewarnt, dass Bakterien gegen Penicillin resistent werden könnten. Er drohte, dass eine zu geringe Dosierung oder ein zu kurzer Einnahmezeitraum unabsehbare Folgen auf die Wirkung seines Wundermittels haben könnten.

Antibiotika-Resistenzen entstehen nach denselben Prinzipien wie bei einem Herbizid, das gegen Unkraut schrittweise seine Wirkung verliert. Bei der ersten Anwendung sterben von 100 Unkrautpflanzen 95. Die fünf überlebenden allerdings vererben Teile ihrer Fähigkeit, dem Gift zu widerstehen. In der nächsten Generation stirbt nur noch die Hälfte der Pflanzen. Und nach einigen weiteren Saisonen verträgt das Unkraut das Gift bereits fast besser als die Nutzpflanzen.


Massenmord an Bakterien

Genauso läuft es bei Antibiotika. Amoxicillin, ein Verwandter des Penicillins, ist eines der am meisten verschriebenen Antibiotika speziell bei Kindern. Schluckt ein Kind den meist rosa gefärbten süßen Saft, wird der Wirkstoff über den Darm ins Blut abgegeben und verteilt sich auf den ganzen Organismus, in alle Organe, den Mund, den Hals, die Haut, die Ohren, bei Mädchen in die Vagina. Überall, wo die Antibiotika auf Bakterien treffen, werden diese attackiert und getötet. Amoxicillin ist ein sogenanntes Breitbandantibiotikum und als solches ein sehr effektiver Bakterien-Massenmörder.

Doch bei jeder Bakterienart gibt es Exemplare, die über bestimmte Mutationen oder Genvarianten verfügen, die sie den Angriff überleben lassen. Resistenzen werden bei der Teilung dieser Bakterien weitergegeben. Nach all dem Sterben ist für die resistenten Mikroben nun auch Platz genug, sich zu teilen und sich massenhaft zu verbreiten. Das können nützliche Bakterien sein, welche wieder ihre Positionen einnehmen, es können seltene Bakterien sein, die normalerweise ein Nischendasein führen und sich nun – mit unbekannten Folgen für die Behandelten – ausdehnen, und es können hoch problematische Bakterien sein, die Krankheiten auslösen, viel schlimmer und ernsthafter als der banale Infekt, für den das Kind den Saft vielleicht bekommen hat.

Abgesehen vom „theoretischen Risiko“ der Resistenzen sehen sehr viele Ärzte keinerlei Gefährdungspotenzial, wenn sie Antibiotika verordnen. Und die ständige Wiederholung des Resistenz-Mantras scheint das Drohpotenzial selbst dieser Warnung abzunutzen. Am Ende zählt vor allem der Wunsch, den Patienten entgegenzukommen.
Die ewige Mahnung von der Antibiotika-Resistenz wird formelhaft beschworen, der wirklich gravierende Systemfehler ist in Wahrheit aber ganz wo anderes zu suchen.

Natürlich müssen es die Ärzte in den Kliniken ausbaden, wenn sie die komplizierten Fälle bekommen. Bei ihnen sammeln sich jene Erkrankten, die routinemäßig ein paar Kuren zu viel erhalten haben, jene, die – vielleicht sogar im Krankenhaus selbst – geschwächt von allen möglichen sonstigen Therapien und Eingriffen das Pech hatten, Krankenhauskeime aufzuschnappen und jetzt mit ihrem komplizierten, unkurierbaren Infekt den Antibiotika-Fachleuten an der Universitätsklinik das Leben schwer machen, die sich nun mit multiresistentem Staphylokokkus aureus, Clostridium difficile und wie die Biester sonst noch alle heißen, herumschlagen müssen.
Das viel größere Problem liegt aber nicht darin, dass nach fünfzehn Antibiotika-Therapien die sechzehnte vielleicht nicht mehr funktioniert. Sondern in den Katastrophen, welche die fünfzehn Verschreibungen davor schon angerichtet haben. Jede einzelne.

Das Problem liegt in der konkreten Wirkung der Antibiotika – nicht in der Nebenwirkung: in den verheerenden Folgen der inflationär und sorglos verordneten Chemotherapien auf unsere mikrobielle Besiedlung und dem Kahlschlag, der durch Antibiotika im Mikrobiom der Behandelten verursacht wird und der ein ganzes System entgleisen lassen kann.


„Alle Krankheiten beginnen im Darm“

Hippokrates, der Vater der modernen Medizin, hatte schon vor 2500 Jahren geschrieben, dass „alle Krankheiten im Darm beginnen“. Von den 100 Billionen Mikroben, die sich darin herumtreiben, hatte er noch keine Ahnung, doch dass er mit seiner Ansicht recht haben könnte, wird immer deutlicher. Die Entdeckung des Mikrobioms wirkte in den letzten Jahren wie ein Katalysator, der eine neue Sichtweise ermöglichte.

Viele Menschen engagieren sich für Naturschutz und den Erhalt der Artenvielfalt. Es hat lange gedauert, doch nun geht immer mehr Leuten auf, dass auch wir selbst schwer bedrohte Biotope mit uns tragen. Inzwischen führen Forscher sogar schon Selbstversuche durch und experimentieren mit verschiedenen Ernährungsformen, um die Auswirkungen auf die Bakterien zu beobachten.

Jeff Leach, ein Wissenschaftler, den ich kürzlich kennengelernt habe, lebt viele Monate des Jahres beim Volk der Hadza in den Steppen Tansanias, um zu untersuchen, wie sich das Mikrobiom des Menschen bei einem Lebensstil wie in der Steinzeit verändert. Er selbst ist sein Versuchsobjekt: Leach lebt wie die Hadza, geht mit auf die Jagd, isst dieselben Beutetiere, Honig und Beeren – und als Dessert fette Maden. Er hat sogar wieder mit dem Rauchen angefangen, weil es zur Tradition der Hadza gehört, abends zusammenzusitzen und bestimmte Gräser zu paffen.

Jeff Leach untersucht die Auswirkungen eines Steinzeit-Lebensstils auf sein Mikrobiom

Andere Forscher nahmen sich selbst und andere Freiwillige als Versuchskaninchen, um die Einflüsse verschiedener Antibiotika auf die Darmflora im Detail zu studieren. Dabei zeigte sich, dass das Antibiotikum Clindamycin speziell auf die Gruppe der Bacteroides verheerende Auswirkungen hat und ihren Artenreichtum drastisch reduziert. Bacteroides gehören zur wichtigsten und zahlenmäßig häufigsten Spezies im Dickdarm. Selbst zwei Jahre nach einer Antibiotika-Kur hatte sich ihr Bestand nicht wieder erholt.

Das vorwiegend für Harnweginfekte und Entzündungen der Nasennebenhöhlen eingesetzte Antibiotikum Ciprofloxacin schafft es in drei Tagen, die Artenvielfalt im Darm drastisch zu reduzieren. Die britische Wissenschaftsautorin Alanna Collen berichtet in ihrem interessanten Buch „Die stille Macht der Mikroben“ sogar von einer Studie mit Babys, bei denen nach mehreren Antibiotika-Kuren überhaupt keine Bakterien-DNA mehr ausfindig gemacht werden konnte. Das heißt, das Mikrobiom, das viele von der Bedeutung her mittlerweile als eigenes Organ des Menschen betrachten, wurde bei diesen kleinen Kindern bereits vollständig zerstört.


Kleinkinder mit Diabetes

All diese Forschungsfragen betreffen drängende Probleme unserer Zeit: etwa die enorme Zunahme bei Autoimmunerkrankungen wie Diabetes Typ 1, bei dem das Immunsystem die Inselzellen der Bauchspeicheldrüse zerstört. Die Diabetes-1-Häufigkeit verdoppelt sich in Industrieländern alle 20 Jahre. Die am stärksten betroffene Altersgruppe sind Kleinkinder unter fünf Jahren. Der Alltag dieser Familien ist fortan mit Mathematik ausgefüllt: Die Kinder müssen sich ständig stechen, Blutzucker messen, Nudeln oder Saucen abwiegen, Speisen in Broteinheiten umrechnen und daraus den Insulinbedarf berechnen.

Für ihre Eltern gibt es keine Nacht mehr, in der sie durchschlafen können. Sie müssen spätnachts aufstehen, Blutzucker messen, um Überzucker zu vermeiden – oder den noch schlimmeren Unterzucker. Erwischen Diabeteskranke irrtümlich zu viel Insulin, droht der „Hypo“, ein dramatischer Zuckerabfall, der zu Bewusstlosigkeit und Koma, dem sogenannten „hypoglykämischen Schock“, führen kann. Zahlreiche Studien zeigen, dass „Hypos“ das Risiko einer Demenz im späteren Leben dramatisch ansteigen lassen, weil das Gehirn hoch sensibel auf Phasen der Unterzuckerung reagiert.

Ursache von Typ-1-Diabetes ist ein entfesseltes Immunsystem, das auf den eigenen Körper losgeht. Doch warum dreht das Immunsystem durch? Kann es sein, dass ihm die hilfreichen Bakterien abhanden gekommen sind? Dass zu wenige regulierende T-Zellen gebildet werden oder dass sonst eine Beziehung gekappt wurde, die wir noch gar nicht kennen? Die Mikroben haben zusammen rund 20 Millionen Gene, mit denen sie in den Organismus eingreifen. Hundert Mal mehr Gene als wir in unserem humanen Genom zur Verfügung haben. Hier ist noch viel Arbeit zu leisten, um auch nur die wichtigsten Zusammenhänge zu verstehen.

Jeff Leach beim Volk der Hadza (Foto + Infotipp: humanfoodproject.com)

Anlass für den Selbstversuch von Jeff Leach war die Krankheit seiner Tochter, die seit ihrem dritten Lebensjahr an dieser autoaggressiven Form von Diabetes leidet. Leach ist Anthropologe mit Studienabschluss an der London School of Hygiene. Durch die Krankheit seiner Tochter hat sich seine Einstellung zum Beruf verändert, und er machte die faszinierende Mikrobenwelt in uns zu seinem Forschungsschwerpunkt. „Irgendetwas mit unserem westlichen Lebensstil ist völlig aus dem Ruder gelaufen: mit unserer Medizin, unserer Nahrung, unseren Immunfunktionen“, sagte Leach bei einem unserer Skype-Gespräche, die er von der Savanne aus über Satellit mit mir führte. „Mit meiner Arbeit hier – indem ich wie ein Steinzeitmensch lebe – hoffe ich ein paar Antworten zu finden, die ich mit nach Hause nehmen kann.“ Nach Hause zu seiner Tochter, die mittlerweile in Kanada studiert. „Ich habe viel darüber nachgedacht, was wir bei ihr falsch gemacht haben. Sie war als Baby oft krank, bekam ständig Antibiotika. Ich frage mich mit dem Wissen, das ich heute habe, was wir damals wohl mit ihrem Mikrobiom angestellt haben.“


Unser Bauchhirn

Zunehmend rückt die MGB-Achse ins Zentrum der wissenschaftlichen Forschung. MGB steht für „microbiota, gut, brain“ also die Verbindung vom Mikrobiom zum Darm, dem größten und wichtigsten Organ des Immunsystems, hin zum Nervensystem und dem Gehirn. Die Mikroben regulieren die Darmfunktion und die Gesundheit. Die Beweislage wird immer massiver, dass sie das Immun- und das Nervensystem ebenso beeinflussen – und dass sich der Informationsfluss in jede Richtung bewegt. Dies passiert, ohne dass es uns auffällt, wenn wir bei guter Gesundheit sind. Was aber passiert bei den zahlreichen Erkrankungen, bei denen – zumindest zeitweilig – entzündliche Prozesse im Gehirn auftreten können? Viel spricht dafür, dass auch hier die MGB-Achse eine entscheidende Rolle spielt.

In verschiedenen Ländern werden mittlerweile Krankheiten untersucht, die auf den ersten Blick nicht verwandt scheinen, hier aber möglicherweise ihre gemeinsame Wurzel haben. Dazu zählen unter anderem Autismus, ADHS, Multiple Sklerose und diverse psychische Störungen.

Ein Zusammenhang zwischen Darm und Gehirn erscheint auf den ersten Blick absurd. Doch sogar umgangssprachlich wird von „Entscheidungen aus dem Bauch heraus“ oder vom „Bauchgefühl“ gesprochen. Außer im Gehirn und im Rückenmark gibt es nirgendwo im Organismus eine derartige Anhäufung von Nervenzellen. Das „Bauchhirn“ umfasst rund 500 Millionen davon und entspricht damit etwa dem gesammelten Grips eines Hundes. Evolutionär ist das Bauchhirn wesentlich älter als das Gehirn, diesem aber neurochemisch, also von seinen Zelltypen, Wirkstoffen und Rezeptoren her, sehr ähnlich. Der Darm bedient sich des Gehirns im Kopf und kommuniziert mit ihm. Diese Kommunikation verläuft in beide Richtungen: Darmbakterien haben Einiges mitzureden.

Etwa bei der Produktion des Neurotransmitters Serotonin, das eine große Rolle bei verschiedenen kognitiven Prozessen wie dem Lernen spielt, aber auch für gute Stimmung oder einen ruhigen Schlaf zuständig ist. 80 Prozent der Serotoninproduktion im Körper erfolgt im Darm unter Aufsicht und Mithilfe von Bakterien. Nebenher erzeugen die Mikroben auch noch unterschiedliche andere Chemikalien, die für die Funktionen des Nervensystems notwendig sind, wie wasserunlösliche Lipide in Molekülgröße, sogenannte Ganglioside. Sie werden für die äußere Membran von Nervenzellen gebraucht.

Gut vorstellbar, dass Antibiotika in dieses sensible Gefüge eingreifen könnten, etwa indem sie die Produktion von Serotonin oder Gangliosiden behindern. „Bei Erwachsenen hat das vielleicht keine großen Folgen“, erklärt der US-amerikanische Mikrobiomforscher Martin Blaser, „aber bei einem Baby, dessen Gehirn sich gerade massiv entwickelt, wäre das durchaus vorstellbar. Zumal viele Studien zeigen, dass autistische Kinder oft abnorme Serotoninwerte haben.“


Rheuma-kranke Kinder

Eine andere Autoimmunkrankheit, die stark im Zunehmen begriffen ist, ist juveniles Rheuma, das bereits im Kindes- oder Jugendalter ausbricht. Hier werden Infektionen als Auslöser diskutiert. Sie sollen zur Bildung von Antikörpern führen, die in der Folge versehentlich auch körpereigenes Gewebe als „fremd“ markieren und damit Autoimmunreaktionen des Immunsystems provozieren. Eine aktuelle Arbeit der Universität von Pennsylvania in Philadelphia bringt nun einen anderen möglichen Auslöser ins Spiel: Kinder, welche diese Krankheit entwickelten, haben in ihren ersten Jahren mehr als doppelt so häufig Antibiotika bekommen wie die gesunden Kinder der Vergleichsgruppe. Infekte waren zwar ebenfalls mit der Krankheit assoziiert, allerdings nur, wenn sie mit Antibiotika behandelt worden waren. Nicht mit Antibiotika behandelte Infekte machten hingegen keinen Unterschied. Für einen kausalen Zusammenhang mit Antibiotika spricht, dass es eine Dosis-Wirkung-Beziehung gab: Kinder die mehr als fünfmal Antiobiotika erhalten hatten, erkrankten dreimal häufiger an juvenilem Rheuma als Kinder mit nur einer Dosis.


Morbus Crohn und Colitis ulcerosa

Bei entzündlichen Darmerkrankungen attackiert das Immunsystem den eigenen Darm. Die Ursachen dafür sind unbekannt. Möglicherweise spielt eine mikrobielle Fehlbesiedelung eine Rolle, die durch Antibiotika ausgelöst wurden. Gleichzeitig werden diese gegen Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa aber auch in der Therapie eingesetzt, zusammen mit verschiedenen neuartigen Medikamenten, die auf die Besänftigung des Immunsystems abzielen.

Eine der größten Untersuchungen zum Thema stammt aus Dänemark. Dort hat sich – bei gleich bleibender Diagnostik – die Häufigkeit von Colitis ulcerose bei Kindern unter 15 Jahren während der letzten drei Jahrzehnte mehr als verdoppelt. Regelrecht explodiert sind die Fälle von Morbus Crohn: Heute gibt es 15-mal mehr Fälle als noch bis Mitte der 1980er Jahre. Anlass genug also, nach möglichen Auslösern zu suchen.
Zwischen 1995 und 2003 wurden in Dänemark rund 577.000 Kinder geboren. In der Studie wurden alle Arzneimittelverschreibungen dieser Kinder erfasst und über einen Zeitraum von sechs Jahren das Auftreten entzündlicher Darmerkrankungen registriert. Bei einer derart großen Stichprobe lassen sich auch selten auftretende Zusammenhänge untersuchen.
Insgesamt erkrankten in den sechs Jahren 117 Kinder. Im Schnitt waren sie bei der Diagnose gerade einmal dreieinhalb Jahre alt. Und hier zeigte sich abermals eine massive Korrelation mit Antibiotika, speziell bei Morbus Crohn. Das Erkrankungsrisiko von Kindern, die vor der Diagnose Antibiotika bekommen hatten, war dreifach erhöht. Und auch hier ein deutlicher Zusammenhang mit der Dosis: Jede Antibiotika-Verschreibung erhöhte das Risiko um 18 Prozent. Kinder, die siebenmal oder öfter Antibiotika bekommen hatten, hatten ein siebenfach höheres Risiko als Kinder, die ohne diese Mittel ausgekommen waren.


Warnung an die Ärzte

Diese Befunde und Zahlen ergeben ein Gesamtbild, das höchste Aufmerksamkeit verdient. „Doch wann haben Sie zuletzt von Ihrem Arzt gehört, dass Antibiotika einen Risikofaktor darstellen, dass Ihr Kind später an Morbus Crohn oder Asthma erkrankt?“, fragt Martin Blaser. Die Antwort lautet meist: nie.
Erst kürzlich war Blaser jedoch auf einer Konferenz mit Fachleuten, wo derartige Fragen diskutiert wurden. „Da stand plötzlich ein Arzt auf, den ich nicht kannte, und forderte angesichts all der Informationen eine Black-Box-Warnung für alle Antibiotika.“

Eine „Black-Box-Warnung“ ist die stärkste und auffälligste Form einer Warnung, die von den Behörden für rezeptpflichtige Arzneimittel verfügt werden kann. Den Namen hat sie von dem auffälligen schwarzen Rahmen, der die Warnung umschließt. Entsprechende Mitteilungen betreffen beispielsweise ein erhöhtes Blutungsrisiko bei bestimmten Blutverdünnungsmitteln oder auch die Warnung, dass manche Mittel nicht genommen werden dürfen, wenn eine Krebserkrankung vorliegt, weil sie das Tumorwachstum beschleunigen. Übertragen auf Deutschland wäre die Entsprechung ein „Rote-Hand-Brief“, in dem Pharmaindustrie und Arzneimittelbehörden eine wichtige Mitteilung machen. Das auffällige Symbol der roten Hand auf der Vorderseite des Briefes hält selbst dauergestresste Ärztinnen und Ärzte davon ab, den Brief achtlos wegzuwerfen. „Solche Methoden scheinen notwendig, um die Botschaft endlich unters Volk zu bringen“, sagt Blaser – und meint mit „Volk“ in erster Linie seine eigene – gegen Antibiotika-Erkenntnisse resistente – Kollegenschaft.


Dieser Artikel ist ein Ausschnitt aus meinem Buch "Die Hygienefalle - Schluss mit dem Krieg gegen Viren und Bakterien", das kürzlich im Verlag Ennsthaler erschienen ist.

Leistungsschlaf

Neue Erkenntnisse der Schlafforschung zeigen, dass im Organismus zur Nachtzeit alles andere als Ruhe herrscht. Während das Gehirn die Eindrücke des Tages verarbeitet, rücken die Zellen der Immunabwehr zum nächtlichen Systemservice aus. Moderner Lifestyle gefährdet jedoch die Arbeit der Nacht.

„Stefan hatte scheinbar schon einige Jahre investiert, seinen Schlaf/Wach-Rhythmus systematisch zu ruinieren“, sagt der Schlafforscher Gerhard Klösch von der Univistätisklinik für Neurologie an der Meduni Wien. Stefans Vater hatte den 17jährigen Gymnasiasten im Juli im Schlaflabor des AKH-Wien vorgestellt, weil er absolut nicht mehr weiter wusste: Nachts konnte sein Sohn nicht schlafen, erzählte der Vater. „Jeden Morgen war es ein Drama, ihn aus dem Bett zu bringen. Die Lehrer sagten, dass er im Unterricht häufig wegdöst.“

Stefans Abschlusszeugnis 2011 war so katastrophal, dass die geplante Matura im nächsten Jahr in weite Ferne rückte. Einige Nächte im Schlaflabor zeigten die hormonellen Ursachen und Konsequenzen dieser Schlafstörung: „Stefan hatte nach Mitternacht, wo das Stresshormon Cortisol normalerweise den Tiefpunkt erreicht, gleichbleibend hohe Werte“, berichtet Klösch. Das Schlafhormon Melatonin wurde hingegen nur in geringen Mengen produziert. Auf ebenso tiefem Niveau bewegt sich die Aktivität des Immunsystems, das im Hormon Cortisol einen mächtigen Gegenspieler hat. Die für die Regulierung des Appetits zuständigen Hormone Ghrelin und Leptin schwankten stark und Wachstumshormone waren überhaupt kaum nachweisbar. „Das ist speziell bei Jugendlichen alarmierend, weil ja der Schlaf die Zeit des Wachsens ist“, sagt Klösch.
 Über die Sommermonate erarbeitete Klösch mit Stefan und dessen Eltern ein strenges Programm der Verhaltensanpassung. Computerspiele waren nur noch an drei Tagen pro Woche erlaubt, um ein Uhr nachts war spätestens Schluss. Das Handy durfte nicht ins Bett mitgenommen werden, Energy-Drinks wurden gestrichen. „Derartige Probleme bei Jugendlichen werden immer häufiger“, sagt Klösch, „Schlaf wird als Feind gesehen, der sie am spannenden Leben hindert.“

Auch in der Wissenschaft war der Schlaf lange ein Phänomen voller Rätsel: Warum hat die Evolution trotz aller damit verbundenen Risiken diese Phase eingeführt, wo die Lebewesen schutzlos den Feinden ausgeliefert sind. Was gewinnen wir mit dem Schlaf? Lange Zeit wurde die nächtliche Ruhephase als simpler Standby Modus betrachtet, in dem der Stoffwechsel auf Sparflamme läuft und das Bewusstsein abgeschaltet ist: eine Zeit der Erholung von den Mühen des Tages. Doch warum werden Faulpelze genauso müde wie emsige Hackler?
„Wenn es allein nach dem Körper ginge, müssten wir gar nicht schlafen“, sagt die Schlafforscherin Birgit Högl vom Institut für Neurologie der Medizinischen Universität Innsbruck. „Da würde nämlich eine simple Rastpause den selben Zweck erfüllen.“ Das belegen Experimente: Sogar nach fünf schlaflosen Tagen zeigen Versuchspersonen auf dem Laufband oder dem Fahrrad-Ergometer noch erstaunlich gute Leistungen. Im Kopf stehen sie allerdings schon am Rande des Wahnsinns. 

Schlafentzug wurde denn auch quer durch die Zeiten als Foltermaßnahme eingesetzt. Bereits im alten China galt dauerhafter Schlafentzug als besonders strenges und gefürchtetes Todesurteil. Und in dem von den USA betriebenen Gefangenenenlager Guantanamo auf Kuba wurde routinemäßig versucht, Häftlinge durch Schlafentzug vor Verhören zur Kooperation oder zu Geständnissen zu bewegen. „Schlaf ist vor allem ein Bedürfnis des Gehirns“, erklärt der Münchener Wissenschaftsautor Tobias Hürter, der mit seinem Buch „Du bist, was du schläfst“ nun eine aktuelle Bestandsaufnahme der internationalen Schlafforschung vorgelegt hat.
Und so ist die Suche nach den Geheimnissen des Schlafs zu einem guten Teil auch die Erforschung unseres wichtigsten Organes, des Gehirns. Das Denkorgan verbraucht ein Fünftel unseres Umsatzes an Energie und Sauerstoff zeigt sich, dass es im Schlaf mindestens genau so aktiv ist wie tagsüber während der Wachphase. Die Ressourcen, die dabei zur Verfügung stehen, sind unermesslich. „Ein einziges Gehirn“, sagt Hürter, „hat so viele neuronale Verbindungen, wie die gesamte Menschheit Haare auf dem Kopf.“

 Dass wir nun jede Nacht ausreichend Schlaf benötigen, liegt in erster Linie an der Funktionsfähigkeit dieses Wunderwerks. Schon tagsüber befasst sich das Gehirn nur am Rande mit äußeren Reizen. Diese sind zwar wichtig und werden natürlich auch wahr genommen und gespeichert. „Ein großer Teil seiner Aktivität – 60 bis 80 Prozent seines Energieverbrauches – tritt aber in Schaltkreisen auf, die nichts mit äußeren Ereignissen zu tun haben“, sagt der US-Neurologe Marcus Raichle. Im Gehirn herrscht ein niemals verstummendes Stimmengewirr. Alle Areale rufen gewissermaßen durcheinander, sodass es recht aufwändig , in dieses Chaos Ordnung zu bringen. Im Schlaf wird aufgeräumt.
Abseits des Bewusstseins arbeitet das Gehirn auf Hochtouren weiter, allerdings anders als im Wachzustand. Die Aktivitätsmuster ändern sich, und manchmal klinken sich Gedächtnis-Systeme aus, was unsere Erinnerungslücken im Traum erklärt. Dann wieder macht die allzeit vernünftige Großhirnrinde Pause, weshalb im Schlaf manchmal die bizarrsten Ideen auftauchen. Das Ruhenetzwerk entkoppelt sich von der Außenwahrnehmung, die inneren Stimmen bekommen mehr Gewicht.

Schlafforscher teilen die Nachtruhe in drei Stufen ein: das Dösen beim Einschlafen. Den Leichtschlaf, in dem wir etwa die Hälfte der Nacht – besonders den zweiten Teil hin zum Morgen verbringen und sehr viel träumen. Schließlich den Tiefschlaf, den der Organismus nach dem Einschlafen auf kürzestem Weg aufsucht und in dem das Gedächtnis neu justiert wird. In dieser ganz auf sich selbst konzentrierten Phase des Schlafes kommt es zu einer Art Zwiegespräch zwischen mehreren Hirnarealen.
Die Inhalte werden nicht wie bei einem Computer schlicht gespeichert, denn dadurch würde sich zu viel Datenmüll ansammeln. Stattdessen werden Informationen aufgerufen, bewertet, durchgespielt und dann neu zusammen gesetzt. Erlebnisse, die emotional zu schwach bewertet sind, verschwinden nach und nach aus dem Gedächtnis und machen Platz für Neues.
In diesem Bereich sehen Lernforscher einen wichtigen Ansatz für den idealen Unterricht: Informationen, die nicht mit Gefühlen – am besten positiven – besetzt sind, bleiben kaum im Gedächtnis haften, sondern verlieren sich rasch.

An die meisten Träume erinnert sich der Mensch nicht. Viele gleichen Gedankenblitzen und dauern nur ein bis zwei Sekunden. Länger und ereignisreicher sind die Träume in den REM-Phasen der zweiten Nachthälfte. Dabei bewegen sich die Augen („rapid eye movement“), als ob sie einem lebhaften Geschehen folgen würden. Und das tun sie auch, wie die aktuelle Forschung zeigt. Über Gehirnsignale werden auf der Netzhaut tatsächlich Traumbilder erzeugt. Zusammen genommen träumt der Mensch pro Nacht rund 60 bis 90 Minuten.
Jahrzehntelange Diskussionen befassten sich mit dem Zweck der REM-Phase. Prominente Schlafmediziner wie etwa Jan Born, Leiter der Abteilung für klinische Neuroendokrinologie der Universität Lübeck, bekennen offen, dass sie keine Erklärung dafür haben, wozu diese Phase des so genannten „paradoxen Schlafes“ gut sein soll.
Nun scheint es, als wäre eine halbwegs anerkannte, nachvollziehbare Erklärung gefunden. Sie geht auf den US-amerikanischen Neurowissenschafter Jonathan Winson zurück, einem gelernten Flugzeugingenieur, der das Fach wechselte, weil er die Entschlüsselung der Rätsel des Gehirns für die größere technische Aufgabe hielt. Winson ging in die Traumarchive und analysierte tausende von protokollierten Träumen aus allen Kulturkreisen. Dabei fiel ihm auf, dass sich die Träume in der REM-Phase dadurch auszeichnen, dass es dabei thematisch fast immer um Leben und Tod geht. Über alle Zeiten und Kulturen hinweg ist die Verfolgungsjagd das häufigste Traumszenario. Winson war überzeugt, dass in diesen Träumen das Gehirn seine Überlebenskünste schärft. Im REM-Schlaf werden also Gefahrensituationen geübt, die evolutionär bedeutsam waren. Winsons Idee ist unter Schlafforschern mittlerweile fast mehrheitsfähig.

Die individuelle, als erholsam empfundene Länge des Schlafes variiert beträchtlich. Im Schnitt schlafen Frauen etwa eine Stunde länger als Männer. Im höheren Alter nimmt der Ruhebedarf ab. Guter Schlaf gilt in allen Kulturen als ein Merkmal für Gesundheit. „Für psychische Gesundheit stimmt das jedenfalls“, sagt der Psychologe Christoph Augner vom Forschungsinstitut für Grund- und Grenzfragen der Medizin an der Paracelsus Universität Salzburg. Augner war aufgefallen, dass psychisch gesunde Menschen zumeist über gute Schlafqualität berichten.
 Um diese Beobachtung auf ihren Wahrheitsgehalt abzuklopfen, befragte er eine Gruppe von 196 Studenten nach deren Schlafgewohnheiten. Parallel wurden Depressionen, Angststörungen, krankhafte Essgewohnheiten und sonstige psychische Besonderheiten nach üblichen Testverfahren erhoben. Die kürzlich veröffentlichten Resultate ergaben eine eindrucksvolle Bestätigung von Augners Ausgangs-Hypothese: Will man wissen, wie es einem Menschen geht, braucht man nur danach zu fragen, wie gut er schläft. Studenten mit schlechter Schlafqualität zeigten eine viermal höhere Wahrscheinlichkeit für einen hohen Depressionswert. „Das ist insofern bemerkenswert, als es sich um junge Menschen handelte, die eigentlich alle psychisch gesund waren und auch nicht wegen Schlafstörungen in Behandlung waren“, sagt Augner. „Möglicherweise ist hier aber bereits der Keim einer künftigen Krankheit zu erkennen.“

Noch überraschender ist ein erst im vergangenen Jahrzehnt aufgetauchter Zusammenhang, bei dem die Wissenschafter zunächst an einen Zufallsbefund dachten: Wer kürzer schläft, neigt eher zu Übergewicht. Im Sommer 2003 zeigte die berühmte „Nurses Health Study“ – eine 1976 gestartete Langzeitbeobachtung des Gesundheitszzustandes von 100.000 US-amerikanischen Krankenschwestern – dass Frauen, die im Schnitt weniger als fünf Stunden schliefen, ein um 50 Prozent höheres Diabetes-Risiko hatten als Frauen, die acht Stunden schliefen.Im Vorjahr kam ein Team um Francesco Cappuccio von der Universität Neapel in einer Übersichtsarbeit mit ähnlich hoher Anzahl von Teilnehmern, darunter auch Männer, zu einem fast identen Ergebnis.

Mittlerweile gilt der Zusammenhang als etabliert. „Durch zu wenig Schlaf wird die Appetitregulation gestört“, erklärt Schlafforscherin Birgit Högl (Foto links). „Man isst mehr und kann das Gegessene schlechter verstoffwechseln.“ Bei einer internationalen Konferenz der Schlafmediziner Mitte September in Quebec wurden aktuelle Zahlen aus den USA präsentiert, die speziell für die Gruppe der Jüngeren eine weitere Verschärfung der Problematik anzeigen: „Das Handy wird immer mehr zum Schlaf-Killer“, berichtet Högl, die als Vorstandsmitglied der Gesellschaft an der Konferenz teilgenommen hatte.
Kinder und Jugendliche beschäftigen sich laut diesen Berichten nicht nur tagsüber mehrere Stunden mit dem Handy, sie nehmen es auch mit ins Bett. „Die Erhebungen zeigen, dass viele in der Zeit zwischen Mitternacht und drei Uhr früh regelmäßig von SMS-Nachrichten geweckt werden und darauf antworten.“ Daraus ergebe sich eine erhebliche Beeinträchtigung der Schlafqualität. „Und natürlich befürchten wir, dass sich damit auch der Trend zu Übergewicht und Fettleibigkeit weiter verstärkt“, so Högl.

Wer gut und lange schläft, ist eher schlank und auch psychisch gesund, lauten die aktuellen Befunde.
Christoph Scherfler von der Universitätsklinik für Neurologie in Innsbruck wollte wissen, ob man diesen Schluss auch umdrehen kann: Sind Schlafstörungen ein erster Ausdruck organischer Schäden? Um diese Phänomene näher zu untersuchen, gründeten Innsbrucker Neurologen um Vorstand Werner Poewe zusammen mit Kollegen der Universität Barcelona die so genannte SINBAR-Gruppe (Sleep INnsbruck BARcelona). Zunächst nahmen sie sich einer speziellen Gruppe von Schlafstörungen an – „Menschen, die so lebhaft träumen, dass sie anfangen, unkontrolliert im Bett herumzuschlagen", erzählt Scherfler. Weil deren Partner das oft nicht aushalten, „kommen sie zu uns."
Zunächst schlossen die Schlafmediziner jene Patienten aus, deren aggressives Schlafverhalten auf Medikamente, Alkoholentzug und andere bekannte Ursachen zurückzuführen war. Übrig blieben schließlich 26 Patienten mit Schlafstörungen, deren Gehirn im Magnetresonanztomografen nach Veränderungen untersucht wurde. Als Kontrolle dienten die Befunde von 14 Personen ohne Schlafstörungen.
 „Als wir die Resultate in 3D bekamen, war das wirklich beeindruckend“, erzählt Scherfler. „Wir stießen nämlich auf zwei Regionen im Hirnstamm, von denen wir wissen, dass sie an der Regulierung der REM-Schlafphasen beteiligt sind.“ Hier zeigten sich dramatische strukturelle Veränderungen: Zellmembranen, die durch degenerative Prozesse zerstört waren und zum massenhaften Untergang von Nervenzellen führten. Die Ursache der Schlafstörung waren also konkrete Schäden im Gehirn.

Von zusätzlichem Interesse sind diese Ergebnisse im Zusammenhang mit einer immer häufiger auftretenden Krankheit: „Wir wissen, dass etwa drei Viertel unserer Patienten später an Parkinson erkranken.“ Mit Hilfe der MRT-Untersuchung und über den Umweg der Schlafstörung, ist es der SINBAR-Gruppe also gelungen, eine organische Wurzel der Parkinson-Krankheit zu orten. In der Fachwelt schlug diese Nachricht ein wie die sprichwörtliche Bombe. Publiziert wurde die Arbeit in den „Annals of Neurology“, einem der angesehensten Journale der Fachrichtung.
„Interessanterweise fanden wir im betroffenen Bereich auch eine starke Zunahme der Gewebedichte“, erzählt Scherfler. „Das zeigt, dass der Organismus versucht, den Schaden selbst zu reparieren.“ Wenn es gelänge den bislang unbekannten Verursacher des Hirnschadens ausfindig zu machen und den zerstörerischen Prozess zu beenden, wäre also eine Heilung möglich.
Eine zweite Option eröffnet sich im Bereich der Früherkennung. Nachdem nun bekannt ist, in welchen Regionen die Parkinson-Krankheit ihren Ausgang nimmt, lässt sich die Innsbrucker Methode auch gezielt dafür einsetzen, nach Störungen im Anfangsstadium zu suchen.

Eine ähnlich interessante Entdeckung gelang der Arbeitsgruppe bei einer weiteren rätselhaften Krankheit, der Narkolepsie. Die davon betroffenen Patienten werden schlagartig todmüde, verlieren die Muskelkontrolle, brechen zusammen und schlafen gegen ihren Willen ein. Täglich bis zu zwanzig Mal, an allen möglichen Orten. Ein normales Leben ist für die Betroffenen kaum möglich, Auto- oder Radfahren illusorisch Die konkreten Ergebnisse seiner Narkolepsie-Studie will Scherfler noch nicht preisgeben, weil die Publikation gerade im Druck ist.
Dem krankhaften Prozess liegen aber jedenfalls Autoimmun-Prozesse im Gehirn zugrunde, also aggressive, gegen die eigenen Nervenzellen gerichtete Aktionen des Immunsystems.

Bemerkenswert in diesem Zusammenhang: eine mysteriöse Häufung der sonst sehr seltenen Erkrankung, die offenbar als Folge der Schweinegrippe-Impfaktion im Herbst 2009 aufgetreten sind. Im Lauf des vergangenen Jahres hatten schwedische und finnische Ärzte einen sprunghaften Anstieg von Narkolepsie-Fälle bemerkt. Fast alle betroffenen Patienten waren zuvor mit dem Impfstoff Pandemrix, dem in Europa meistverkauften Präparat, geimpft worden. Das Narkolepsie-Risiko von Kindern, die in Schweden und Finnland damit geimpft wurden, lag um das sechs- bis 13-fache höher als bei nicht Geimpften.
Im Verdacht steht ein Bestandteil der Impfung, nämlich der neuartige Wirkverstärker AS03. In den USA waren solche Zusätze zu Schweinegrippe-Impfstoffen – unter anderem wegen des Risikos autoimmuner Nebenwirkungen – nicht zugelassen worden. Dort sind im Zuge der Pandemie nur zwei Fälle von Narkolepsie bei den Behörden gemeldet worden. In Europa gingen beim Pandemrix-Produzenten GlaxoSmithKline hingegen bisher mehr als 300 Meldungen ein. Anfang August warnte nun auch die Europäische Arzneimittelbehörde EMA in einer Aussendung davor, Pandemrix weiter zu verwenden. Im Gegensatz zu Deutschland ist Österreich von dem Problem nicht betroffen, weil der vom Gesundheitsministerium angekaufte Impfstoff der Firma Baxter keine Wirkverstärker enthielt.

 Ein weiteres heftig diskutiertes Thema im Bereich der Schlafstörungen: der Einfluss der Schichtarbeit auf das Krebsrisiko. Wahrscheinlichster Auslöser für die erhöhte Erkrankungsgefahr ist die Störung der nächtlichen Service- und Reparaturarbeiten des Immunsystems. Während tagsüber das Stress-System regiert, werden nachts die Zellen der Immunabwehr aktiv. Sie beseitigen Krebswucherungen im Anfangsstadium und führen über Mikroentzündungen kleine oder größere Reparaturen durch.
Wenn nun nachts nicht geschlafen, sondern gearbeitet wird, dann ergibt sich für den Organismus ein hormoneller Widerspruch. Das Stresshormon Cortisol bleibt aktiv und unterdrückt das Anlaufen der nächtlichen Service-Arbeiten. Bereits seit 2007 gilt die Verschiebung der Arbeitszeit in die Nacht laut WHO als „wahrscheinliches Karzinogen“.
Wie dem Problem begegnet werden kann, bleibt umstritten. Am ehesten, so zeigte eine im August veröffentlichte dänische Untersuchung, gelingt dies mit einer intelligenten Anpassung der Arbeitszeiten. Zu diesem Zweck wurden die bei dänischen Krankenschwestern aufgetretenen Brustkrebsfälle mit deren Schichtplänen verglichen. Ergebnis: Nachtschwestern trugen ein fast doppelt so hohes Krebsrisiko wie Tagschwestern. Keine Risikoerhöhung zeigte sich bei Bediensteten, die ihren Dienst vor Mitternacht beendeten. Ein gleich dreifach erhöhtes Brustkrebsrisiko hatten jene Frauen, deren Schichtpläne über viele Jahre zwischen Tag und Nacht- sowie permanenter Nachtschicht hin und her pendelten.

Doch es ist nicht allein die Schichtarbeit, von der die Gefahr aus geht. Auch wer zu Hause die Nacht zum Tag macht und regelmäßig bis nach Mitternacht das Licht eingeschaltet lässt, sabotiert jene Nachtarbeit, die ganz eindeutig der Gesundheit dient: die Nachtschicht des Immunsystems.

Dieser Artikel ist Anfang Oktober 2011 als Cover-Story im Nachrichtenmagazin profil erschienen.