Chronische Schlafrestriktion und die Verfügbarkeit von A1 Adenosin-Rezeptoren im Gehirn

Abstract

Einleitung: Die Beeinträchtigung der kognitiven Leistung durch Schlafmangel kann bei verschiedenen Personen unterschiedlich stark sein. In Studien, die akuten Schlafentzug untersuchten, zeigte sich ein Zusammenhang zwischen der Verfügbarkeit der A1 Adenosin-Rezeptoren (A1AR) im Gehirn und der kognitiven Leistung. Fragestellung: Wir untersuchten nun, wie sich chronische Schlafrestriktion auf die Verfügbarkeit der A1AR auswirkt. Methodik: Sechsunddreißig Freiwillige folgten einem sequentiellen Protokoll mit 3 Basisnächten (8 Stunden Schlafdauer, TIB), 5 Experimentalnächten und einer Erholungsnacht (8 Stunden TIB). Die Gruppe mit chronischer Schlafrestriktion (N=21) hatte in den Experimentalnächten 5 Stunden TIB, während die Kontrollgruppe (N=15) 8 Stunden TIB hatte. Wir quantifizierten die Verfügbarkeit des A1AR mit [18F]CPFPX-Positronenemissionstomographie an Versuchstag 5 (ED5) und am Erholungstag (REC). Die mediane Reaktionszeit (median RT) und das 10. Perzentil der Reaktionszeit (10P RT) in einem 10-minütigen psychomotorischen Vigilanztest wurden an Tag 3 (BL3), ED5 und REC analysiert. Für die Analysen wurden gemischte ANOVAs mit Tukey-angepassten Post-hoc-Vergleichen verwendet. Wir korrelierten die Veränderung der A1AR-Verfügbarkeit (ED5 minus REC) mit der Veränderung der Leistung. Ergebnisse: Die Verfügbarkeit von A1AR unterschied sich weder zwischen der Gruppe mit Schlafrestriktion und der ausgeruhten Kontrollgruppe (weder an ED5 noch an REC), noch innerhalb der Gruppe mit Schlafrestriktion beim Vergleich von ED5 mit REC (alle p>0,35). In der Gruppe mit Schlafrestriktion war die Leistung an ED5 und REC im Vergleich zu BL3 beeinträchtigt (p<0,02), und unterschied sich nicht zwischen ED5 und REC (p>0,7). Die individuelle Verfügbarkeit der A1AR korrelierte jedoch mit der Leistung (Median RT: r=0,46, p=0,06; 10P RT: r=0,54, p=0,03), so dass schnellere RTs an REC im Vergleich zu ED5 mit einer erhöhten A1AR-Verfügbarkeit verbunden waren und umgekehrt. Schlussfolgerungen: Obwohl die Leistung durch die Schlafrestriktion beeinträchtigt war und nach der Erholung beeinträchtigt blieb, zeigte sich die A1AR-Verfügbarkeit durch die Schlafrestriktion unverändert. Dies steht im Gegensatz zu den Ergebnissen von Studien mit totalem Schlafentzug, bei dem wir nach 52 Stunden Wachsein eine beeinträchtigte Leistung und eine erhöhte A1AR-Verfügbarkeit feststellten, die beide nach Erholungsschlaf wieder auf ein ausgeruhtes Niveau zurückkehrten. Die Ergebnisse zeigen fundamentale Unterschiede in den Mechanismen, durch die sich totaler und chronischer Schlafentzug auf die adenosinerge Regulation und die kognitive Leistung auswirken.