Schlaf-Glossar: Zwei-Prozess-Modell
Kurzdefinition: Was ist Zwei-Prozess-Modell?
Das Zwei-Prozess-Modell der Schlaf-Wach-Regulation beschreibt, wie unser Schlafbedürfnis gesteuert wird. Es besteht aus dem homöostatischen Prozess (Prozess S), der den Schlafdruck basierend auf der Wachzeit aufbaut, und dem zirkadianen Prozess (Prozess C), der den Rhythmus von Wachheit und Schläfrigkeit über den 24-Stunden-Tag steuert. Optimaler Schlaf tritt auf, wenn der Schlafdruck hoch ist und der zirkadiane Rhythmus die Schlafbereitschaft signalisiert.
3 Takeaways für dich: Zwei-Prozess-Modell
- Das Modell erklärt die Schlaf-Wach-Regulation durch zwei Säulen: Schlafdruck (Prozess S) und zirkadianer Rhythmus (Prozess C).
- Prozess S steigt mit der Wachzeit (Adenosin) an, Prozess C steuert den 24-Stunden-Rhythmus.
- Optimaler Schlaf tritt ein, wenn Schlafdruck hoch und der zirkadiane Rhythmus die Schlafbereitschaft signalisiert.
Die zwei Säulen des Schlafs: Prozess S (Homöostase) und Prozess C (Zirkadianer Rhythmus)
Das Zwei-Prozess-Modell ist der zentrale Rahmen für das Verständnis der Schlaf-Wach-Regulation. Es wurde ursprünglich von Alexander Borbély entwickelt und postuliert, dass die Notwendigkeit und der Zeitpunkt des Schlafes durch die Interaktion von zwei unabhängigen Faktoren bestimmt werden: dem homöostatischen Prozess (Prozess S) und dem zirkadianen Prozess (Prozess C).
Prozess S repräsentiert den Schlafdruck oder das Schlafbedürfnis, das sich kontinuierlich während der Wachzeit aufbaut. Man kann es sich als einen Energiespeicher vorstellen, der sich leert, je länger wir wach sind. Dieser Druck wird hauptsächlich durch die Akkumulation des Neurotransmitters Adenosin im Gehirn ausgelöst. Je mehr Adenosin sich ansammelt, desto müder fühlen wir uns und desto tiefer wird der anschließende Schlaf. Schlaf dient dazu, diesen Adenosinspiegel wieder zu senken und somit den homöostatischen Schlafdruck abzubauen. Substanzen wie Koffein wirken, indem sie die Adenosin-Rezeptoren blockieren und so das subjektive Gefühl des Schlafdrucks maskieren, obwohl der biologische Bedarf weiterhin besteht.
Prozess C, der zirkadiane Prozess, steuert den ungefähr 24-stündigen Rhythmus der biologischen Uhr, unabhängig davon, wie lange wir wach waren. Dieser Rhythmus wird vom suprachiasmatischen Nukleus (SCN) im Hypothalamus gesteuert und synchronisiert die physiologischen Funktionen des Körpers, einschließlich Körpertemperatur und Hormonausschüttung (z. B. Melatonin), mit dem Tag-Nacht-Zyklus. Prozess C reguliert die sogenannte „Gate-Funktion“, die bestimmt, wann der Körper optimal auf Wachheit oder Schlaf eingestellt ist. Typischerweise signalisiert Prozess C am Abend die höchste Schlafbereitschaft und sorgt für die nächtliche „Schlafphase“ sowie für ein „Wach-Maximum“ am späten Vormittag.
Die optimale Synchronisation: Warum die Prozesse S und C zusammenarbeiten müssen
Optimaler, erholsamer und effizienter Schlaf entsteht nur, wenn der homöostatische Schlafdruck (Prozess S) seinen Höhepunkt erreicht hat und gleichzeitig der zirkadiane Rhythmus (Prozess C) die Schlafbereitschaft signalisiert. Die Funktion von Prozess C besteht darin, zu verhindern, dass wir den ganzen Tag über einschlafen, indem er einen „zirkadianen Wachheitspush“ bereitstellt. Gegen Abend lässt dieser Push nach, was zusammen mit dem hohen Schlafdruck das Einsetzen des Schlafes erleichtert.
Wenn diese beiden Prozesse nicht synchronisiert sind, kommt es zu Schlafstörungen oder einem Gefühl der Erschöpfung. Zum Beispiel bei Jetlag oder Schichtarbeit ist der zirkadiane Rhythmus verschoben (Prozess C), während Prozess S normal verläuft. Dies führt dazu, dass der Körper versucht, in einer Phase zu schlafen, in der Prozess C Wachheit signalisiert. Ebenso kann das Ignorieren von Prozess S durch die Einnahme von Stimulanzien den Schlaf zwar verzögern, aber die Schlafqualität beeinträchtigen, da Prozess S nicht auf natürliche Weise abgebaut wird, wenn der Schlaf schließlich erzwungen wird. Das Zusammenspiel beider Prozesse erklärt, warum ein Nickerchen am späten Nachmittag – wenn Prozess S zwar hoch, Prozess C aber noch gegen Schlaf arbeitet – oft weniger erholsam ist als ein langer Nachtschlaf, in dem beide Prozesse optimal zusammenwirken.