Glossar – Schlaf und Chronobiologie

Aktigraphie misst Bewegungsmuster über 24 Stunden, meist mit Armbandgeräten. Sie wird zur Schlafanalyse, Rhythmusbestimmung und Erkennung von Schlafstörungen eingesetzt, besonders in Alltagssituationen.

Fälschlicherweise wird Chronobiologie häufig mit dem Biorhythmus verwechselt. Biorhythmus bezeichnet ein pseudowissenschaftliches Konzept, das von Wilhelm Fliess und Hermann Swoboda um 1900 entwickelt wurde. Es postuliert, dass körperliche, emotionale und geistige Zustände des Menschen in festen, regelmäßig wiederkehrenden Zyklen verlaufen, die mit dem Geburtsdatum beginnen. Diese Zyklen sollen jeweils 23, 28 und 33 Tage dauern und in Sinuskurven dargestellt werden. Die Theorie behauptet, dass an Tagen, an denen diese Kurven die Nulllinie überschreiten, besondere Hochs oder Tiefs in der Leistungsfähigkeit auftreten. Trotz seiner Popularität in den 1980er Jahren gibt es keine wissenschaftlichen Belege für diese Annahmen. Studien konnten keinen Zusammenhang zwischen den postulierten Zyklen und tatsächlicher Leistungsfähigkeit oder Stimmung nachweisen. Daher wird der Biorhythmus in der Chronobiologie nicht berücksichtigt und gilt als überholt.

Die Chronobiologie ist die Wissenschaft der rhythmischen Organisation von Fauna und Flora. Sie erforscht die zeitlichen Strukturen biologischer Prozesse, insbesondere, wie innere Rhythmen Körperfunktionen wie Schlaf, Hormone und Stoffwechsel steuern. Gleichzeitig befasst sie sich mit den Auswirkungen der gesellschaftlichen Taktung auf die biologischen Rhythmen der Menschen (Human-Chronobiologie). Sie bildet die wissenschaftliche Grundlage für Chronotypen und circadiane Rhythmen.

Chronopharmakologie untersucht, wie die Wirkung und Verträglichkeit von Medikamenten vom circadianen Rhythmus abhängen. Die Einnahmezeit kann die Wirksamkeit und Nebenwirkungen signifikant beeinflussen.

Der Chronotyp beschreibt das individuelle biologische Zeitfenster, in dem ein Mensch natürlicherweise wach, aktiv oder müde ist – also ob jemand Frühtyp (Lerche), Spättyp (Eule) oder Mediantyp (Taube) ist. Er wird genetisch bestimmt und beeinflusst Leistung, Schlafbedarf und Stimmung. Der Chronotyp hängt dabei immer auch von der Grundgesamtheit ab. Bsp.: In Deutschland kann man ein Frühtyp sein, in China ein Normaltyp. Dies wäre der Fall, wenn z.B. Chinesen generell im Schnitt früher ohne Wecker wach werden würden. Dann wäre der frühe Typ quasi "normal" verglichen mit allen Chinesen.

Die circadiane Phase bezeichnet den Zeitpunkt eines bestimmten circadianen Ereignisses, z. B. Temperaturminimum oder Melatoninausschüttung. Sie ist entscheidend für Schlaf- Wach-Timing und Leistungsfähigkeit.

Circadiane Rhythmen sind etwa 24-stündige biologische Zyklen, die Schlaf, Temperatur, Hormonproduktion und Verhalten steuern. Sie werden hauptsächlich durch Sonnenlicht im Tagesgang synchronisiert, aber vom suprachiasmatischen Nukleus (SCN) im Gehirn zentral gesteuert. Neben der Circadianen Rhythmik gibt es noch die Ultradiane (Periodendauer kürzer als 24 Stunden - z.B. Herzschlag) sowie die Infradiane Rhythmik (Periodendauer länger als 24 Stunden - z.B. Jahreszeiten).

DLMO bezeichnet den Zeitpunkt, an dem die Melatoninkonzentration unter schwachem Licht erstmals einen definierten Schwellenwert (je nach Messmethode 3 pg/ mL (im Speichel) oder 10 pg/mL (im Blut) überschreitet. Er markiert den biologischen Beginn der Schlafbereitschaft und wird zur Bestimmung des circadianen Rhythmus und Chronotyps genutzt.

Diese beiden Bezeichnungen beschreiben einen Chronotyp. Als Frühtypen/Lerchen werden Menschen bezeichnet, deren zeitliche Lage ihres biologischen Schlaffensters im Vergleich zu allen Menschen einer Grundgesamtheit (z.B. eines Landes) früher liegt als bei der Mehrheit der Grundgesamtheit. Fälschlicherweise werden sie auch als "Frühaufsteher" bezeichnet, was jedoch lediglich die Personengruppe beschreibt, die früh am Tag aufstehen. Das können auch Spättypen sein, die mit dem Wecker früh geweckt werden.

Hypersomnie bezeichnet ein übermäßiges Schlafbedürfnis oder starke Tagesschläfrigkeit trotz ausreichendem Nachtschlaf. Ursachen reichen von Schlafapnoe über Depressionen bis zu neurologischen Störungen.

Ein Hypnogramm ist eine grafische Darstellung der Schlafstadien über die Nacht. Es visualisiert Non-REM- und REM-Phasen sowie deren Dauer und Abfolge.

Infradiane Rhythmen dauern länger als 24 Stunden, etwa Menstruationszyklus oder Jahresrhythmen. Sie zeigen, dass der Körper neben täglichen auch wöchentliche und saisonale Taktungen besitzt.

Insomnie ist die häufigste Schlafstörung und bezeichnet Ein- oder Durchschlafprobleme über längere Zeit. Betroffene fühlen sich trotz ausreichender Gelegenheit zum Schlafen nicht erholt. Häufig sind Stress oder unregelmäßige Schlafgewohnheiten beteiligt.

Jetlag entsteht bei Zeitzonenwechsel, wenn der circadiane Rhythmus nicht sofort angepasst wird. Typische Symptome: Müdigkeit, Schlafstörungen, Konzentrationsprobleme. Die Anpassung erfolgt durch Licht, Schlaf- und Essenszeiten.

Lichttherapie nutzt gezielt helles Licht, um circadiane Rhythmen zu synchronisieren, Schlafstörungen zu behandeln oder saisonale Depressionen zu lindern. Timing, Intensität und Dauer bestimmen den Effekt.

Melatonin ist ein circadian reguliertes Hormon, das vor allem vom SCN gesteuert wird. Es signalisiert dem Körper den Schlafbedarf, unabhängig von der direkten Lichtverfügbarkeit. Die Produktion kann bei unterschiedlichen Chronotypen auch bei Helligkeit stattfinden, weshalb die Bezeichnung „Dunkelhormon“ nur eingeschränkt korrekt ist. Helles und/oder sogenannten blaues Licht kann jedoch die Produktion unterdrücken.

Mikroschlaf sind unbewusste, wenige Sekunden dauernde Schlafepisoden während Wachphasen, oft durch Schlafmangel ausgelöst. Sie führen zu verminderter Aufmerksamkeit und erhöhen Unfallrisiken, z.B. beim Autofahren.

Der Non-REM-Schlaf umfasst in der Schlafarchitektur die leichten und tiefen Schlafstadien. Er dient vor allem der körperlichen Regeneration, Immunstärkung und Hormonregulation. Im Tiefschlaf werden Wachstumshormone ausgeschüttet und Zellreparaturen aktiviert.

Diese Bezeichnungen beschreiben einen Chronotyp. Als Normaltyp, Mediantyp oder Taube werden Menschen bezeichnet, deren zeitliche Lage ihres biologischen Schlaffensters im Vergleich zu allen Menschen einer Grundgesamtheit (z.B. eines Landes) im Mittel liegt. Die Bezeichnung "Normaltyp" sollte vermieden werden, da damit fälschlicherweise diese Gruppe als "Normal" angesehen, und Früh- bzw. Spättypen als anomal verstanden werden könnten.

Parasomnien sind ungewöhnliche Verhaltensweisen im Schlaf, etwa Schlafwandeln, Sprechen oder Albträume. Sie treten meist in bestimmten Schlafphasen auf und können durch Stress, Medikamente oder genetische Faktoren begünstigt werden.

Eine periphere Uhr (engl. peripheral clock) ist im chronobiologischen Kontext die zelluläre Zeiteinheit außerhalb des zentralen Taktgebers im Gehirn – also außerhalb des suprachiasmatischen Nucleus (SCN) im Hypothalamus. Konkret: Jede Zelle im Körper besitzt einen eigenen molekularen „Taktmechanismus“, der auf denselben Uhrengenen basiert wie im SCN (z. B. CLOCK, BMAL1, PER, CRY). Diese Gene steuern über Rückkopplungsschleifen biochemische Prozesse, sodass die Zelle einem etwa 24-Stunden-Rhythmus folgt – also weiß, wann Tag oder Nacht ist, ohne ständig Signale aus dem Gehirn zu bekommen.

Polyphasischer Schlaf teilt die Schlafzeit in mehrere kürzere Episoden über 24 Stunden auf. Er kann theoretisch die Wachzeiten verlängern, birgt aber Risiken für Schlafqualität und circadiane Stabilität. Die Wissenschaft ist hier geteilter Meinung. Prominentester Vertreter ist hier der Fußballer Christian Ronaldo.

REM-Schlaf (Rapid Eye Movement) ist die Schlafphase, in der die meisten Träume auftreten. Sie ist wichtig für Gedächtnisbildung, Emotionen und Kreativität. Das Gehirn ist dabei aktiv, der Körper weitgehend gelähmt. Wir durchlaufen während der Nacht mehrere REM-Schlaf-Phasen, die im Laufe der länger werden. Sie stehen am Ende eines jeden Schlafzyklus im Rahmen der Schlafarchitektur. Der REM-Schlaf sorgt vor allem für die Konsolidierung des prozeduralen Gedächtnis (Fertigkeiten, Motorik) und der emotionalen Verarbeitung, und ist auch wichtig für Kreativität und die Fähigkeit zur Problemlösung.

Schlafapnoe ist eine schlafbezogene Atmungsstörung, bei der es zu wiederholten Atemaussetzern kommt. Diese führen zu Sauerstoffmangel, Aufwachreaktionen und Tagesmüdigkeit. Unbehandelt erhöht sich das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Die Schlafarchitektur beschreibt den Aufbau des Schlafs in wiederkehrende Zyklen aus verschiedenen Schlafstadien. Neben dem Wachzustand (W) unterscheidet man zwischen Non-REM-Schlaf (N) und REM-Schlaf (R). Der Non-REM-Schlaf teilt sich auf in: - Einschlafphase (N1) - stabiler Schlaf (N2) - Tiefschlaf (N3/Slow-Wave-Schlaf) Eine stabile Schlafarchitektur ist entscheidend für Erholung und kognitive Leistungsfähigkeit.

Hierzu gehören Störungen wie das Restless-Legs-Syndrom (RLS) oder periodische Gliedmaßenbewegungen. Sie beeinträchtigen Einschlafen, Schlafkontinuität und Schlafqualität.

Der Schlafbedarf beschreibt die individuell notwendige Schlafmenge, die sich aus dem Zusammenspiel zweier biologischer Prozesse ergibt: Prozess S (Schlafdruck) und Prozess C (circadiane Steuerung). Er bestimmt, wann und wie lange ein Mensch schlafen muss, um sich vollständig zu erholen.

Die Schlafdauer beschreibt die gesamte Schlafzeit innerhalb von 24h, inkl. Powernaps. Sie variiert individuell, liegt im Durchschnitt bei Erwachsenen zwischen 7 und 9 Stunden. Zu wenig oder zu viel Schlaf beeinträchtigt langfristig Gesundheit und Leistungsfähigkeit.

Schlaffragmentierung bezeichnet häufige Unterbrechungen des Schlafs, die dessen Kontinuität und Erholungsqualität mindern. Ursachen können Schlafapnoe, Lärm oder andere Störungen sein.

Schlafhygiene umfasst Gewohnheiten und Umgebungsbedingungen, die guten Schlaf fördern, etwa feste Schlafzeiten, Dunkelheit, kein Koffein am Abend und Bildschirmverzicht. Sie ist Grundlage jeder Schlaftherapie.

Schlafinsuffizienz bezeichnet anhaltend zu wenig oder qualitativ schlechten Schlaf. Das führt zu Leistungsabfall, Reizbarkeit und langfristig erhöhtem Krankheitsrisiko. Regelmäßiger, erholsamer Schlaf ist entscheidend für Regeneration.

Schlafkonsolidierung beschreibt die Stabilisierung von Gedächtnisinhalten während des Schlafs. REM- und Tiefschlafphasen spielen eine zentrale Rolle bei Lernprozessen und emotionaler Verarbeitung.

Die Schlaflatenz ist die Zeitspanne zwischen dem Zubettgehen und dem tatsächlichen Einschlafen. Eine normale Schlaflatenz liegt zwischen 10 und 20 Minuten. Verkürzte oder verlängerte Latenzen können auf Stress oder (Ein-)Schlafstörungen hinweisen.

Die Schlafqualität beschreibt, wie erholsam und durchgängig der Schlaf ist. Sie hängt von der Dauer, den Schlafphasen, der Umgebung und inneren Faktoren wie Stress ab. Hohe Schlafqualität bedeutet: wenige Unterbrechungen, erholtes Aufwachen, stabile Schlafzyklen und vor allem, das Empfinden eines Erholt seins nach dem Aufwachen. Wissenschaftlich gemessen wir die Schlafqualität u.a. über Fragebögen, wie z.B. - Pittsburgh Schlafqualitätsindex (PSQI) - Schlaffragebögen SF-A und SF-B - Visuelle Analogskalen VIS-A und VIS-M „Pittsburgh Schlafqualitätsindex (PSQI)“ „Schlaffragebögen SF-A und SF-B“ „Visuelle Analogskalen VIS-A und VIS-M“

Die Schlafregulation beruht auf zwei Prozessen: Prozess S (Schlafdruck) steigt mit Wachzeit, Prozess C (circadiane Steuerung) regelt den optimalen Schlafzeitpunkt. Ihr Zusammenspiel bestimmt, wann wir müde oder wach sind. C+D = Schlafbedarf

Schlafstörungen sind anhaltende Probleme beim Ein- oder Durchschlafen, zu frühes Erwachen oder nicht erholsamer Schlaf. Sie können psychische, körperliche oder umweltbedingte Ursachen haben und beeinflussen Konzentration, Stimmung und Gesundheit. Werden sie nicht behandelt, können sie sich zu chronischen Schlafstörungen ausweiten.

Ein Schlafzyklus besteht aus aufeinanderfolgenden Non-REM- und REM-Phasen und dauert je nach individueller Prägung zwischen 70 und 110 Minuten, im Schnitt 90 Minuten. In der Regel durchlaufen wir in einer Nacht, je nach Länge des eigenen Schlafzyklus, zwischen 4 und 6 Schlafzyklen.

Sleep Tracking erfasst Schlafdaten über EEG, Wearables oder Apps. Ziel ist Analyse von Schlafdauer, Qualität, Zyklen und circadianer Rhythmik, um Schlafprobleme zu erkennen oder zu optimieren.

Auch Tiefschlaf oder Kernschlaf genannt, ist dies die erholsamste Non-REM-Phase, gekennzeichnet durch langsame Gehirnwellen (Delta). Er fördert körperliche Regeneration, Hormonproduktion und Immunsystem und ist entscheidend für Konsolidierung des deklarativen Gedächtnisses (Fakten, Wissen, Ereignisse). Er unterstützt vor allem die körperliche Regeneration und Hormonproduktion.

Sozialer Jetlag entsteht, wenn der biologische Schlafrhythmus nicht mit sozialen Verpflichtungen wie Arbeit oder Schule übereinstimmt. Das ständige Leben „gegen die innere Uhr“ kann langfristig Stoffwechsel- und Stimmungsschwankungen fördern.

Diese beiden Bezeichnungen beschreiben einen Chronotyp. Als Spättyp/Eule werden Menschen bezeichnet, deren zeitliche Lage ihres biologischen Schlaffensters im Vergleich zu allen Menschen einer Grundgesamtheit (z.B. eines Landes) später liegt als bei der Mehrheit der Grundgesamtheit. Fälschlicherweise werden sie auch als "Langschläfer" bezeichnet, was jedoch lediglich die Personengruppe beschreibt, in Bezug auf die Schlafdauer lange schläft. Dazu können auch Frühtypen gehören.

Der SCN ist das Steuerzentrum der inneren Uhr im Hypothalamus. Er empfängt Lichtsignale über die Augen und synchronisiert den circadianen Rhythmus, insbesondere Schlaf und Hormonproduktion. In der Wissenschaft wird er auch vereinfacht als Masterclock bezeichnet.

Ultradiane Rhythmen sind biologische Zyklen, die kürzer als 24 Stunden dauern, z. B. Schlafzyklen oder Konzentrationsphasen. Sie beeinflussen Energie, Aufmerksamkeit und Leistungsfähigkeit im Tagesverlauf.

Zeitgeber sind äußere (exogene) Signale wie Licht, Mahlzeiten oder soziale Aktivitäten, die die innere Uhr synchronisieren. Der wichtigste Zeitgeber ist Tageslicht, das den circadianen Rhythmus an den äusseren 24-Stunden-Tag anpasst.