US-Forschende konnten bei Mäusen mit Alzheimer-ähnlichen Veränderungen mehr als zwei Stunden Schlaf pro Tag zurückgewinnen. Dafür mussten sie weder die typischen Eiweißablagerungen im Gehirn beseitigen noch deren Menge reduzieren. Stattdessen richtete sich der Eingriff gegen überaktive Immunzellen. Die Entdeckung könnte einen neuen Ansatz für die Behandlung von Schlafstörungen bei Alzheimer eröffnen.
Das Immunsystem des Gehirns kann zum Problem werden
Schlafprobleme sind bei Alzheimer weit mehr als eine lästige Begleiterscheinung. Viele Betroffene schlafen unruhig, wachen häufig auf oder verbringen weniger Zeit in wichtigen Schlafphasen. Gleichzeitig können sich Veränderungen des Schlaf-Wach-Rhythmus bereits früh im Krankheitsverlauf bemerkbar machen – mitunter noch bevor die Gedächtnisprobleme deutlich ausgeprägt sind. Warum Alzheimer den Schlaf so stark beeinträchtigt, ist bislang nicht vollständig geklärt. Eine neue Untersuchung von Wissenschaftlern der University of Kentucky in den USA liefert nun Hinweise auf einen bislang unterschätzten Mechanismus: Offenbar können Immunzellen im Gehirn selbst dazu beitragen, dass der natürliche Schlafrhythmus aus dem Gleichgewicht gerät.

Um die Ergebnisse zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf die sogenannten Mikrogliazellen. Dabei handelt es sich um spezialisierte Immunzellen, die im zentralen Nervensystem eine wichtige Schutzfunktion übernehmen. Sie erkennen beschädigte Zellen, beseitigen Zellreste und reagieren auf mögliche Gefahren. Außerdem tragen sie dazu bei, das biologische Gleichgewicht im Gehirn aufrechtzuerhalten. Ohne diese Zellen wäre das Nervensystem deutlich schlechter in der Lage, auf Verletzungen und krankhafte Veränderungen zu reagieren. Bei Alzheimer geraten diese Schutzmechanismen jedoch offenbar teilweise aus dem Gleichgewicht.
Ein charakteristisches Merkmal der Erkrankung sind Amyloid-Plaques. Dabei handelt es sich um Ablagerungen von Eiweißfragmenten, die sich außerhalb der Nervenzellen ansammeln. Sie gehören zu den bekanntesten Kennzeichen der Alzheimer-Pathologie und stehen seit Jahren im Zentrum der Forschung. Wenn Mikrogliazellen solche Ablagerungen erkennen, reagieren sie darauf. Diese Reaktion soll dazu beitragen, potenziell schädliche Strukturen zu beseitigen oder ihre Auswirkungen einzudämmen. Gleichzeitig können die Immunzellen jedoch entzündliche Signalstoffe freisetzen und dadurch Prozesse auslösen, die über die unmittelbare Umgebung der Ablagerungen hinausreichen.
Die Folge könnte eine Art Überreaktion des Gehirns sein: Ein Schutzmechanismus, der eigentlich helfen soll, beeinträchtigt zunehmend die normale Funktion des Nervensystems. Genau hier setzt die neue Untersuchung an. Das Forschungsteam wollte herausfinden, ob die Reaktion der Mikrogliazellen selbst den Schlaf stört – oder ob die Schlafprobleme vor allem durch die Amyloid-Ablagerungen und eine direkte Schädigung der Nervenzellen entstehen. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Immunzellen eine wesentlich aktivere Rolle spielen als bisher angenommen.
Was die Forschenden im Gehirn der Mäuse untersuchten
Für ihre Untersuchung verwendeten die Wissenschaftler genetisch veränderte Mäuse, die Amyloid-Ablagerungen entwickeln. Diese Tiere dienen in der Alzheimer als Modell, um bestimmte Krankheitsmechanismen unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen. Zum Vergleich bezog das Team auch normale Mäuse ein, die typische altersbedingte Veränderungen durchlaufen, jedoch nicht dieselbe Amyloid-Pathologie aufweisen. Die Forschenden untersuchten die Tiere in zwei unterschiedlichen Altersstufen: im Alter von sechs Monaten und im Alter von 18 Monaten. Bei den jüngeren Tieren traten die ersten Amyloid-Ablagerungen auf, während die älteren Tiere eine deutlich fortgeschrittenere Ablagerungslast aufwiesen.
Durch diesen Vergleich wollten die Wissenschaftler zwei Fragen beantworten: Welche Veränderungen gehören zum normalen Altern? Und welche treten speziell im Zusammenhang mit der Alzheimer-ähnlichen Erkrankung auf? Dabei beschränkten sie sich nicht darauf, zu beobachten, wie lange die Tiere schliefen. Sie untersuchten auch die elektrische Aktivität des Gehirns und die Verteilung der Immunzellen. Für die Messung des Schlafs nutzten sie Elektroenzephalografie (EEG) und Elektromyografie (EMG). Das EEG zeichnet die elektrische Aktivität des Gehirns auf. Das EMG misst die elektrische Aktivität der Muskeln. Gemeinsam ermöglichen die Verfahren, Wachzustände und unterschiedliche Schlafphasen voneinander zu unterscheiden.
Zusätzlich verwendeten die Forschenden eine spezielle Lichtblattmikroskopie. Bei dieser Technik wird biologisches Gewebe für die Untersuchung vorbereitet und mit einer dünnen Ebene aus Laserlicht beleuchtet. Aus den Aufnahmen lassen sich dreidimensionale Darstellungen erstellen, die einen Überblick über Strukturen im gesamten Gehirn ermöglichen. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler untersuchen, wo sich Amyloid-Plaques befinden und wie sich die Mikrogliazellen in den betroffenen und angrenzenden Hirnregionen verteilen. Das war wichtig, weil Schlaf nicht von einer einzigen Hirnregion gesteuert wird. Vielmehr arbeiten verschiedene Bereiche zusammen, um Wachheit, Müdigkeit und die unterschiedlichen Schlafphasen zu regulieren.
Schlafstörungen traten früh auf – obwohl die Ablagerungen später weiter zunahmen
Eine der überraschendsten Beobachtungen betraf den zeitlichen Verlauf der Schlafprobleme. Die Forschenden hatten erwartet, dass sich die Schlafstörungen mit zunehmender Menge an Amyloid-Ablagerungen verschärfen würden. Schließlich nimmt die krankhafte Ablagerung bei den verwendeten Mäusemodellen im Laufe der Zeit deutlich zu. Die Messungen ergaben jedoch ein anderes Bild. Bereits im Alter von sechs Monaten zeigten die Tiere mit Alzheimer-ähnlichen Veränderungen deutliche Schlafdefizite. Als die Tiere 18 Monate alt waren und die Amyloid-Ablagerungen erheblich zugenommen hatten, verschlechterten sich die untersuchten Schlafveränderungen nicht in gleichem Maße weiter.
Die Menge der Ablagerungen und das Ausmaß des Schlafverlusts entwickelten sich somit nicht proportional zueinander. Die Forschenden beschreiben diesen Befund als möglichen Deckeneffekt. Das bedeutet, dass ein bestimmter Grad der Schlafstörung bereits relativ früh erreicht wurde und sich trotz einer weiteren Zunahme der Ablagerungen nicht entsprechend verstärkte.
Eine mögliche Erklärung ist, dass die erste Reaktion des Immunsystems auf die entstehenden Plaques besonders entscheidend ist. Sobald die Mikrogliazellen aktiviert werden und Prozesse auslösen, die den Schlaf beeinflussen, könnte ein großer Teil der Störung bereits etabliert sein. Diese Interpretation muss weiter untersucht werden. Die Ergebnisse liefern aber einen Hinweis darauf, dass die frühen Veränderungen im Gehirn für die Entstehung von Schlafproblemen besonders wichtig sein könnten.
Alzheimer verändert den Schlaf anders als das normale Altern
Die Untersuchung offenbarte außerdem einen Unterschied zwischen den Auswirkungen des Alterns und den Veränderungen, die mit der Alzheimer-ähnlichen Pathologie verbunden waren. Schlaf besteht aus verschiedenen Phasen, die sich während der Nacht mehrfach abwechseln. Zwei wichtige Bereiche sind der REM-Schlaf und der Non-REM-Schlaf. REM-Schlaf ist durch schnelle Augenbewegungen und charakteristische Muster der Gehirnaktivität gekennzeichnet. In dieser Phase treten besonders häufig lebhafte Träume auf. Sie wird außerdem mit der Verarbeitung von Erinnerungen und weiteren kognitiven Vorgängen in Verbindung gebracht.

Stattdessen könnten unterschiedliche biologische Mechanismen dahinterstehen. Die Ergebnisse bedeuten allerdings nicht, dass sich die Schlafveränderungen bei Mäusen unmittelbar auf den menschlichen Schlaf übertragen lassen. Sie liefern vielmehr Anhaltspunkte, welche Prozesse bei künftigen Untersuchungen am Menschen genauer betrachtet werden sollten.
Der entscheidende Versuch: 87 Prozent der Mikrogliazellen wurden entfernt
Um herauszufinden, ob die Mikrogliazellen tatsächlich für den Schlafverlust verantwortlich sind, führten die Forschenden einen gezielten Eingriff durch. Sie verabreichten den Mäusen den Wirkstoff Pexidartinib, der auch unter der Bezeichnung PLX3397 bekannt ist. Das Medikament blockiert ein Signal über den sogenannten CSF1-Rezeptor, das Mikrogliazellen für ihr Überleben benötigen. Die Behandlung erfolgte über einen Zeitraum von 14 Tagen. Anschließend war die Zahl der Mikrogliazellen im Gehirn um etwa 87 Prozent reduziert. Dieser Schritt war für die Untersuchung entscheidend. Denn ein Zusammenhang zwischen aktivierten Immunzellen und Schlafstörungen allein würde noch nicht beweisen, dass die Immunzellen die Schlafprobleme tatsächlich verursachen.
Durch den Eingriff konnten die Forschenden testen, wie sich der Schlaf verändert, wenn ein Großteil dieser Zellen nicht mehr vorhanden ist. Das Ergebnis fiel deutlich aus: Die behandelten Mäuse schliefen mehr als zwei Stunden pro Tag länger. Gleichzeitig verbesserte sich der Non-REM-Schlaf, dessen Verlust zuvor besonders deutlich gewesen war. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Mikrogliazellen nicht nur auf die krankhaften Veränderungen reagieren, sondern aktiv zur Entstehung des Schlafdefizits beitragen. Dabei ist eine wichtige Einschränkung zu beachten: Die Forschenden entfernten die Zellen nicht dauerhaft, sondern untersuchten die Auswirkungen einer zeitlich begrenzten Behandlung. Außerdem wurde der Versuch an Mäusen durchgeführt, nicht an Menschen.
Schlaf verbesserte sich, obwohl die Amyloid-Plaques blieben
Besonders interessant ist, dass sich die Schlafdauer verbesserte, ohne dass die Amyloid-Ablagerungen entsprechend zurückgingen. Damit unterscheidet sich der Ansatz von Strategien, die vor allem darauf abzielen, die Menge krankhafter Eiweißablagerungen im Gehirn zu reduzieren. Die Ergebnisse legen nahe, dass sich zumindest ein Teil der Schlafstörungen über einen anderen Mechanismus beeinflussen lässt: über die Immunreaktion, die durch die Ablagerungen ausgelöst wird.

Diese Unterscheidung könnte für die weitere Forschung von großer Bedeutung sein. Denn selbst wenn es gelingt, bestimmte krankhafte Ablagerungen zu reduzieren, müssen damit nicht automatisch alle Veränderungen verschwinden, die die Lebensqualität der Betroffenen beeinträchtigen. Umgekehrt könnte die gezielte Beeinflussung einzelner Krankheitsmechanismen möglicherweise bestimmte Symptome lindern, ohne die zugrunde liegende Erkrankung vollständig zu behandeln. Genau diese Möglichkeit macht den Ansatz für die Erforschung von Schlafstörungen bei Alzheimer interessant.
Warum schlechter Schlaf einen problematischen Kreislauf verstärken könnte
Schlaf ist nicht nur eine Ruhephase. Während des Schlafs laufen zahlreiche Prozesse ab, die für die Funktion des Gehirns wichtig sind. Dazu gehören die Verarbeitung von Informationen, die Stabilisierung bestimmter Gedächtnisinhalte und die Regulation des Stoffwechsels. Auch Mechanismen, die am Abtransport von Stoffwechselprodukten aus dem Gehirn beteiligt sind, werden mit dem Schlaf in Verbindung gebracht. Wenn diese Prozesse über längere Zeit gestört sind, kann das Folgen für die Gehirnfunktion haben.
Bei Alzheimer könnte dadurch ein ungünstiger Kreislauf entstehen: Krankhafte Veränderungen im Gehirn beeinträchtigen den Schlaf. Der schlechtere Schlaf wiederum könnte die Bedingungen im Gehirn verändern und Prozesse belasten, die für seine normale Funktion wichtig sind. Ob dieser Kreislauf die Erkrankung beim Menschen tatsächlich in relevantem Umfang beschleunigt, ist noch nicht abschließend geklärt. Die Beziehung zwischen Alzheimer und Schlaf ist komplex und wahrscheinlich wechselseitig.
Schlafprobleme können ein frühes Begleitmerkmal der Erkrankung sein. Gleichzeitig wird schlechter Schlaf in Studien mit einem erhöhten Risiko für kognitive Beeinträchtigungen in Verbindung gebracht. Daraus lässt sich jedoch nicht ableiten, dass jede Schlafstörung Alzheimer verursacht oder dass eine Verbesserung des Schlafs die Erkrankung verhindert. Die neue Untersuchung liefert vor allem Hinweise auf einen möglichen biologischen Zusammenhang: Die Immunreaktion des Gehirns könnte eine Verbindung zwischen Amyloid-Pathologie und gestörtem Schlaf herstellen. Wenn dieser Mechanismus auch beim Menschen eine wichtige Rolle spielt, könnte seine gezielte Beeinflussung künftig helfen, einen Teil der Schlafprobleme zu behandeln.
In eine ähnliche Richtung weist eine 2023 veröffentlichte Studie aus der Zeitschrift Molecular Neurodegeneration. Darin konnten Forschende bei Mäusen mit Alzheimer-ähnlichen Veränderungen den Schlaf durch die gezielte Aktivierung bestimmter Nervenzellen verbessern. Gleichzeitig beobachteten sie Veränderungen der Mikrogliazellen, eine Verringerung der Amyloid-Ablagerungen und Verbesserungen bei Gedächtnistests. Wurden die Tiere während der Behandlung am Schlaf gehindert, blieben einige dieser positiven Effekte aus. Das spricht dafür, dass der Schlaf selbst an den beobachteten Veränderungen beteiligt war. Ob sich dieser Ansatz auf Menschen übertragen lässt, ist noch offen.
Weshalb sich Mikrogliazellen nicht einfach dauerhaft ausschalten lassen
Trotz der positiven Ergebnisse wäre es falsch, die weitgehende Entfernung der Mikrogliazellen bereits als mögliche Standardtherapie zu betrachten. Diese Immunzellen erfüllen zahlreiche lebenswichtige Aufgaben. Sie sind an der Abwehr von Krankheitserregern beteiligt, reagieren auf Gewebeschäden und unterstützen die Aufrechterhaltung einer funktionierenden Umgebung für Nervenzellen. Werden sie in großem Umfang entfernt, könnte das daher auch unerwünschte Folgen haben.
Ein langfristiger Therapieansatz müsste nicht nur den Schlaf verbessern, sondern zugleich sicherstellen, dass die wichtigen Schutzfunktionen des Gehirns erhalten bleiben. Deshalb interessiert sich das Forschungsteam für eine andere Möglichkeit: Statt die Mikrogliazellen zu beseitigen, könnte man versuchen, ihre Aktivität gezielt zu regulieren. Das Ziel wäre, eine übermäßige Entzündungsreaktion abzuschwächen, ohne die normale Immunfunktion vollständig zu unterdrücken. Ein solcher Ansatz wäre allerdings erst dann therapeutisch relevant, wenn sich seine Wirksamkeit und Sicherheit in sorgfältig geplanten Untersuchungen bestätigen lassen.
Können bereits bekannte Medikamente helfen?
Die Forschenden untersuchen, ob sich die Aktivität der Mikrogliazellen möglicherweise über ihren Zellstoffwechsel beeinflussen lässt. Wie andere Zellen benötigen auch Mikrogliazellen Energie. Sie verändern ihren Stoffwechsel, wenn sie auf Entzündungsreize reagieren oder ihre Aufgaben anpassen müssen. Diese Veränderungen könnten dazu beitragen, dass die Immunzellen in einen Zustand geraten, in dem sie übermäßig aktiv sind. Das Team prüft deshalb unter anderem, ob bereits bekannte Medikamente diesen Stoffwechsel beeinflussen und dadurch die schädlichen Auswirkungen der Immunreaktion begrenzen könnten.
Zu den untersuchten Wirkstoffen gehören Metformin, das zur Behandlung von Typ-2-Diabetes eingesetzt wird, und Stiripentol, das bei bestimmten Epilepsieformen verwendet wird. Die Nennung dieser Medikamente bedeutet jedoch nicht, dass ihre Wirksamkeit gegen Alzheimer-Schlafstörungen bereits nachgewiesen wäre. Sie sind Gegenstand weiterer Forschungsansätze und dürfen nicht aufgrund dieser Ergebnisse eigenständig zur Behandlung von Alzheimer oder Schlafproblemen eingesetzt werden.
Bevor eine solche Anwendung infrage käme, müsste zunächst geklärt werden, ob die Wirkstoffe die gewünschten biologischen Prozesse tatsächlich beeinflussen, ob sie die Schlafqualität verbessern und welche Risiken damit verbunden wären. Anschließend wären klinische Studien erforderlich, um zu prüfen, ob die Ergebnisse auch bei Menschen auftreten.
EEG als möglicher Baustein für eine frühere Erkennung
Die Studie könnte nicht nur für die Entwicklung von Therapien interessant sein. Sie liefert auch Hinweise darauf, dass sich Alzheimer-ähnliche Veränderungen in bestimmten Mustern der elektrischen Hirnaktivität widerspiegeln. Die Forschenden untersuchten dazu die EEG-Signale der Tiere genauer. Mithilfe mathematischer Verfahren zerlegten sie die gemessene Aktivität in unterschiedliche Komponenten. Dadurch konnten sie Veränderungen erkennen, die mit der Erregbarkeit und der Abstimmung neuronaler Netzwerke zusammenhängen.

Das EEG hat dabei einen praktischen Vorteil: Es ist vergleichsweise kostengünstig, kommt ohne chirurgischen Eingriff aus und kann wiederholt durchgeführt werden. Tragbare Geräte könnten perspektivisch auch Messungen außerhalb spezialisierter Kliniken ermöglichen.
Die Forschenden sehen deshalb Potenzial darin, EEG-Messungen als zusätzliche Biomarker zu untersuchen. Ein Biomarker ist ein messbares Merkmal, das Hinweise auf einen biologischen Zustand oder eine Erkrankung liefert. Für eine zuverlässige Früherkennung von Alzheimer reicht ein EEG nach heutigem Stand jedoch nicht allein aus. Die in der Studie beobachteten Signaturen müssen zunächst in Untersuchungen mit Menschen überprüft werden. Erst dann lässt sich beurteilen, ob sie eine sinnvolle Ergänzung zu etablierten diagnostischen Verfahren darstellen könnten.
Was die Ergebnisse für Menschen mit Alzheimer bedeuten, und was nicht
Für Betroffene und Angehörige ist die Vorstellung, verlorenen Schlaf wiederherstellen zu können, verständlicherweise besonders interessant. Schlafprobleme können den Alltag erheblich belasten, die Konzentration erschweren und auch die Betreuung von Menschen mit Demenz komplizierter machen. Die neue Untersuchung liefert einen wissenschaftlich begründeten Ansatz, um einen Teil dieser Probleme besser zu verstehen. Sie zeigt, dass sich der Schlaf in einem Tiermodell deutlich verbessern ließ, obwohl die Amyloid-Ablagerungen bestehen blieben. Ein Nachweis, dass sich dieser Effekt bei Menschen erzielen lässt, liegt aber noch nicht vor.
Auch ist nicht geklärt, ob eine Verbesserung des Schlafs die Gedächtnisleistung oder andere Symptome der Alzheimer-Erkrankung nachhaltig beeinflussen würde. Die Studie untersuchte vor allem Schlaf und elektrische Hirnaktivität. Sie belegt weder eine Heilung der Erkrankung noch eine Umkehr des zugrunde liegenden neurodegenerativen Prozesses. Die Ergebnisse sollten deshalb nicht als Aufforderung verstanden werden, bestehende Medikamente zu verändern oder neue Präparate eigenständig einzunehmen. Ihr Wert liegt zunächst darin, einen möglichen Mechanismus aufzuzeigen, den weitere Forschung genauer untersuchen kann.
Ein neuer Blick auf die Alzheimer-Erkrankung
Die Alzheimer-Forschung hat sich lange stark auf krankhafte Eiweißablagerungen und Veränderungen der Nervenzellen konzentriert. Diese Aspekte bleiben wichtig. Die neue Studie verdeutlicht jedoch, dass auch die Reaktion des Immunsystems eine eigenständige Rolle bei bestimmten Symptomen spielen könnte. Mikrogliazellen könnten dabei eine Art Vermittler zwischen den Amyloid-Ablagerungen und der Regulation des Schlafs sein. Wenn ihre Aktivität aus dem Gleichgewicht gerät, könnte das Prozesse beeinflussen, die weit über die unmittelbare Umgebung der Ablagerungen hinausreichen. Die Möglichkeit, den Schlaf zu verbessern, ohne die Amyloid-Menge zu verändern, erweitert damit das Verständnis der Erkrankung. Sie legt nahe, dass verschiedene Symptome möglicherweise über unterschiedliche biologische Mechanismen beeinflusst werden können.
Der nächste Schritt besteht darin, herauszufinden, ob sich die beobachteten Prozesse auch im menschlichen Gehirn nachweisen lassen und ob eine gezielte Regulierung der Mikrogliazellen tatsächlich einen therapeutischen Nutzen bringt. Sollte das gelingen, könnte daraus langfristig ein neuer Ansatz entstehen, um Schlafstörungen bei Alzheimer zu lindern und möglicherweise die Lebensqualität der Betroffenen zu verbessern. Bis dahin bleibt die wichtigste Erkenntnis der Untersuchung eine wissenschaftliche: Im Mausmodell war nicht allein die Menge der Amyloid-Ablagerungen entscheidend für den Schlafverlust. Auch die Reaktion der Immunzellen spielte eine wesentliche Rolle – und ließ sich experimentell beeinflussen. Die Studie zeigt damit einen vielversprechenden Forschungsweg, aber noch keine fertige Behandlung. Ob sich der Schlaf bei Menschen mit Alzheimer auf ähnliche Weise verbessern lässt, müssen weitere Untersuchungen erst zeigen.






