Forschungen, die von der Dozentin Dr. med. Christine Swanson, MCR, geleitet wurden, untersuchten, ob ausreichend Schlaf zur Vorbeugung von Osteoporose beitragen kann. „Osteoporose kann aus vielen Gründen auftreten, wie zum Beispiel hormonellen Veränderungen, Alterung und Lebensstilfaktoren“, sagte Swanson, außerordentliche Professorin in der Abteilung für Endokrinologie, Stoffwechsel und Diabetes. „Aber bei einigen meiner Patienten gibt es keine Erklärung für ihre Osteoporose. Daher ist es wichtig, nach neuen Risikofaktoren zu suchen und zu überlegen, was sich im Laufe des Lebens noch so verändert wie die Knochen – Schlaf ist einer davon.“

Was ist Osteoporose?

Osteoporose ist eine Erkrankung, bei der die Knochendichte und -qualität abnehmen, sodass die Knochen porös, instabil und anfälliger für Brüche werden. Sie entsteht, wenn der Knochenabbau über längere Zeit den Knochenaufbau übersteigt. Besonders häufig sind ältere Menschen betroffen, vor allem Frauen nach den Wechseljahren, da hormonelle Veränderungen den Knochenverlust beschleunigen. Oft bleibt die Erkrankung lange unbemerkt und wird erst durch Knochenbrüche – beispielsweise an Hüfte, Wirbelsäule oder Handgelenk – diagnostiziert. Neben genetischen Faktoren spielen auch Lebensstil, Ernährung, Bewegung und möglicherweise Schlaf eine wichtige Rolle für das Risiko, an Osteoporose zu erkranken.

Wie sich Knochendichte und Schlaf im Laufe der Zeit verändern

Im frühen bis mittleren 20. Lebensjahr erreichen Menschen die sogenannte maximale Knochenmineraldichte, die bei Männern im Durchschnitt höher ist als bei Frauen, wie Swanson erklärt. Dieser Höchstwert stellt eine entscheidende „Knochenreserve“ dar und ist einer der wichtigsten Faktoren für das spätere Frakturrisiko. Er wird nicht nur genetisch bestimmt, sondern auch durch Ernährung (insbesondere Calcium- und Vitamin-D-Zufuhr), körperliche Aktivität und hormonelle Faktoren beeinflusst. Nach Erreichen dieses Maximums bleibt die Knochendichte über mehrere Jahrzehnte hinweg relativ stabil, solange das Gleichgewicht zwischen Knochenaufbau und -abbau erhalten bleibt. Mit zunehmendem Alter verschiebt sich dieses Gleichgewicht jedoch allmählich zugunsten des Knochenabbaus. Bei Frauen kommt es in den Wechseljahren durch den Rückgang von Östrogen zu einem besonders schnellen Verlust an Knochensubstanz, da dieses Hormon eine schützende Wirkung auf den Knochenstoffwechsel hat. Aber auch bei Männern nimmt die Knochendichte im Alter kontinuierlich ab, wenn auch meist langsamer, unter anderem durch sinkende Testosteronspiegel und altersbedingte Veränderungen im Stoffwechsel.

Auch die Schlafmuster verändern sich im Laufe des Lebens deutlich. Mit zunehmendem Alter nimmt die Gesamtschlafdauer tendenziell ab, und die Struktur des Schlafs verschiebt sichs – a. So verlängert sich häufig die Einschlafzeit, und nächtliches Aufwachen tritt häufiger auf. Gleichzeitig nimmt der Anteil des Slow-Wave-Schlaflso des tiefen, besonders erholsamen Schlafs – ab, während leichtere Schlafphasen dominieren. Diese Veränderungen können sich auf wichtige regenerative Prozesse im Körper auswirken, darunter auch hormonelle Regulationen wie die Ausschüttung von Wachstumshormon, das eine Rolle im Knochenaufbau spielt. Zusätzlich wird der Schlaf im Alter oft fragmentierter und weniger effizient, was die Erholungsqualität weiter beeinträchtigen kann.

„Und es sind nicht nur die Schlafdauer und die Schlafzusammensetzung, die sich verändern. Auch die circadiane Phasenpräferenz ändert sich im Laufe des Lebens sowohl bei Männern als auch bei Frauen“, sagte Swanson und bezog sich dabei auf die individuellen Vorlieben für Schlaf- und Wachzeiten. Jüngere Menschen haben häufig eine spätere innere Uhr („Abendtyp“), während ältere Erwachsene eher dazu neigen, früher müde zu werden und früher aufzuwachen („Morgentyp“). Diese Verschiebung der inneren Uhr geht mit Veränderungen in der Ausschüttung von Hormonen wie Melatonin und Cortisol einher, die den Schlaf-Wach-Rhythmus steuern. Zudem reagiert das circadiane System im Alter empfindlicher auf äußere Einflüsse wie Licht oder unregelmäßige Tagesabläufe. Diese Veränderungen können dazu führen, dass Schlaf und biologische Rhythmen weniger stabil sind, was wiederum Auswirkungen auf verschiedene physiologische Prozesse haben kann – einschließlich des Knochenstoffwechsels.

Wie hängt Schlaf mit unserer Knochengesundheit zusammen?

Gene, die unsere innere Uhr steuern, sind in allen Knochenzellen aktiv und regulieren dort grundlegende Prozesse des Knochenstoffwechsels. Wenn diese Zellen Knochen abbauen und neu bilden, setzen sie spezifische Substanzen ins Blut frei, sogenannte Marker für Knochenresorption und -bildung, anhand derer sich der aktuelle Knochenumsatz abschätzen lässt. Diese Marker unterliegen einem ausgeprägten täglichen Rhythmus, der durch die circadiane Uhr gesteuert wird. Auffällig ist, dass die Schwankungen (Amplitude) bei Markern für die Knochenresorption – also den Knochenabbau – stärker ausgeprägt sind als bei der Knochenbildung. Das bedeutet, dass der Abbauprozess im Tagesverlauf größeren biologischen Schwankungen unterliegt und besonders empfindlich auf Störungen reagieren könnte, etwa durch Schlafmangel, Schichtarbeit oder unregelmäßige Schlafzeiten.

Diese Rhythmik ist wahrscheinlich entscheidend für einen gesunden Knochenstoffwechsel. Wird sie gestört, kann das Gleichgewicht zwischen Knochenaufbau und -abbau aus dem Lot geraten, was langfristig zu einer verminderten Knochendichte und einem erhöhten Risiko für Erkrankungen wie Osteoporose führen könnte. Die enge Verbindung zwischen Schlaf, innerer Uhr und Knochenstoffwechsel deutet darauf hin, dass circadiane Störungen die Knochengesundheit direkt beeinflussen. Daher wird es immer wichtiger, Schlaf nicht nur als Erholungsfaktor, sondern auch als potenziellen Risikofaktor für die Knochengesundheit zu betrachten – insbesondere, weil sich sowohl Schlafmuster als auch die Knochenstruktur im Laufe des Lebens deutlich verändern.

Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Schlaf und Knochengesundheit

Um diesen Zusammenhang besser zu verstehen, untersuchten Swanson und Kollegen, wie Marker des Knochenumsatzes auf kumulative Schlafentzug und Störungen des Tagesrhythmus reagierten. Für diese Studie lebten die Teilnehmer in einer vollständig kontrollierten stationären Umgebung. Die Teilnehmer wussten nicht, wie spät es war, und sie wurden einem 28-Stunden-Rhythmus statt einem 24-Stunden-Tag unterzogen. „Diese Störung des Tagesrhythmus soll die Belastungen simulieren, denen man bei wechselnden Nachtschichten ausgesetzt ist, und entspricht in etwa einem Flug über vier Zeitzonen nach Westen jeden Tag über drei Wochen“, sagte sie. „Das Protokoll führte auch dazu, dass die Teilnehmer weniger Schlaf bekamen.“

Das Forschungsteam maß zu Beginn und am Ende dieser Intervention Marker für den Knochenumsatz und stellte sowohl bei Männern als auch bei Frauen signifikante nachteilige Veränderungen im Knochenumsatz als Reaktion auf die Schlaf- und zirkadiane Störung fest. Zu den nachteiligen Veränderungen gehörte ein Rückgang der Marker für die Knochenbildung, der bei jüngeren Personen beider Geschlechter im Vergleich zu den älteren Personen deutlich stärker ausfiel. Zudem zeigten junge Frauen einen signifikanten Anstieg des Markers für die Knochenresorption.

Wenn eine Person weniger Knochen bildet, während sie weiterhin die gleiche Menge – oder sogar mehr – resorbiert, könnte dies im Laufe der Zeit zu Knochenschwund, Osteoporose und einem erhöhten Frakturrisiko führen, so Swanson. Und Geschlecht und Alter könnten eine wichtige Rolle spielen, wobei jüngere Frauen möglicherweise am anfälligsten für die nachteiligen Auswirkungen von schlechtem Schlaf auf die Knochengesundheit sind. Die Forschung in diesem Bereich steht zwar noch am Anfang, liefert jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass Schlafqualität und circadiane Stabilität bislang unterschätzte, aber potenziell entscheidende Faktoren für die langfristige Knochengesundheit darstellen.