Angesammelte Schläfrigkeit, nicht Schlafentzug, verschlimmert Anfälle: Neue Entdeckung verändert Ansatz zur Epilepsiebehandlung

Eine in Nature Communications veröffentlichte Studie verändert unser Verständnis des Zusammenhangs zwischen Schlaf und Epilepsie grundlegend. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Amita Sehgal von der University of Pennsylvania zeigte, dass erhöhter Schlafdruck (Schläfrigkeit) – und nicht Schlafmangel selbst – die Anfallsaktivität bei Organismen mit erhöhter Neigung zu Epilepsie erhöht.

Kontext: Warum ist das wichtig?

Epileptische Anfälle nehmen bei Schlafmangel häufig zu. Dies ist sowohl in der klinischen Praxis als auch in der wissenschaftlichen Literatur bekannt. Die Ursache hierfür ist jedoch unklar. Man ging allgemein davon aus, dass dies auf eine Verkürzung der Schlafdauer zurückzuführen sei, die das Gleichgewicht von Erregung und Hemmung im Gehirn störe. Diese Studie verlagert den Fokus jedoch von der Schlafdauer auf den „Schlaftrieb“ – das physiologische Schlafbedürfnis.

Wie wurde die Studie durchgeführt?

Die Wissenschaftler verwendeten ein Epilepsiemodell der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) mit einer parabss1-Mutation, die eine erhöhte Anfallsaktivität verursacht. Dies ist eines der am besten untersuchten und reproduzierbarsten Modelle zur Erforschung von Epilepsie.

Ansatz:

• Forscher haben Schlafbeschränkungen auf verschiedene Weise herbeigeführt: durch Koffein, Fasten, thermogenetische Aktivierung von Neuronen und genetische Mutationen, die die Aktivität steigern.
• Gleichzeitig nutzten sie ein hochpräzises Videosystem, um Anfälle in Echtzeit aufzuzeichnen.
• Die Häufigkeit der Anfälle und der Grad des physiologischen „Schlafdrangs“ (wie sehr der Körper Schlaf braucht) wurden verglichen.

Wichtigste Erkenntnis:
Die Anfallsaktivität nahm nur zu, wenn der Schlafdrang zunahm. Wurde der Schlaf reduziert, ohne dass die Schläfrigkeit zunahm (wie bei einigen genetisch veränderten Fliegen), nahm die Anfallsaktivität nicht zu.

Was ist Schlaftrieb und wie wirkt er sich auf Anfälle aus?

Der Schlafdrang ist ein biologischer Druck, der sich seit unserem letzten Schlaf im Körper aufgebaut hat. Je länger wir wach bleiben, desto stärker wird der Schlafdrang.

Der Hypothese der Autoren zufolge gilt: Wenn der Schlaftrieb eine bestimmte Schwelle erreicht,

• spezialisierte Neuronen im Gehirn, die an der Schlafregulierung beteiligt sind, werden aktiviert;
• Diese Neuronen erhöhen die allgemeine Erregbarkeit neuronaler Netzwerke, einschließlich derjenigen, die an der Entstehung von Anfällen beteiligt sind.
• Als Folge davon entsteht ein Zustand mit erhöhtem Risiko für epileptische Anfälle.

Neue Rolle für Serotonin und den 5-HT1A-Rezeptor

Die Autoren fanden heraus, dass der Serotoninrezeptor 5-HT1A einer der Schlüsselakteure bei der Entstehung des Schlaftriebs ist. Seine Expression in Schlafregulationszentren ist entscheidend für die Kontrolle des Schläfrigkeitsgrades.

Was sie getan haben:

• Durch genetische Bearbeitung wurde die Expression des 5-HT1A-Rezeptors reduziert.
• Es wurde festgestellt, dass dies den Schlafdrang verringert und die Anfallsaktivität reduziert, selbst nach Schlafentzug.
• Darüber hinaus testeten sie Buspiron, ein von der FDA zugelassenes Medikament, das ein partieller 5-HT1A-Agonist ist, und stellten eine krampflösende Wirkung nach Schlafentzug fest.

Medizinische Bedeutung der Entdeckung

1. Paradigmenwechsel:
   Früher ging man davon aus, dass das Anfallsrisiko mit der Schlafmenge zusammenhängt. Heute scheinen die Qualität des Wachzustands und der Grad der Schläfrigkeit eine Schlüsselrolle zu spielen.

2. Neuer therapeutischer Ansatz:
   Wenn sich die Ergebnisse bei Säugetieren bestätigen, könnten möglicherweise Medikamente entwickelt werden, die den Schlafdrang reduzieren oder seine Auswirkungen blockieren und so Anfällen vorbeugen.

3. Potenzial von Buspiron:
   Ein Medikament, das zuvor gegen Angstzustände eingesetzt wurde, könnte umfunktioniert werden, um nächtliche oder durch Schlafentzug verursachte Anfälle bei Patienten mit Epilepsie zu verhindern.

Abschluss

Diese Studie ist eine der ersten, die den neurobiologischen Mechanismus von Schlaf und Anfallsaktivität auf der Ebene spezifischer neuronaler Schaltkreise und Rezeptoren verknüpft. Sie eröffnet grundlegend neue Ansätze für die Behandlung und Prävention von Epilepsie, insbesondere von Formen, die durch Schlafstörungen verschlimmert werden.