Schlafphasen und Schlafzyklus

Medizinisch betrachtet wurde dem Schlaf lange Zeit wenig Bedeutung beigemessen. Obwohl bekannt war, dass Schlafmangel gesundheitliche Schäden verursachen kann, galt er lediglich als unbewusster Ruhezustand, dem wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde. Die gängige Meinung war, dass während des Schlafes alle neurologischen und physiologischen Aktivitäten wie Blutdruck, Stoffwechsel, Verdauung, Muskeltonus und Gehirnaktivität stark reduziert sind.

Erst zu Beginn des letzten Jahrhunderts wurde entdeckt, dass der Schlaf ein neurologisch und körperlich aktiver Zustand ist und keine bloße Bewusstlosigkeit darstellt. Die Entwicklung des Elektroenzephalogramms (EEG) durch den Neurologen Hans Berger aus Jena brachte die Forschung voran, da damit die Gehirnaktivität während des Schlafes gemessen werden konnte. Schlafforscher in Chicago nutzten das EEG im Jahr 1953, um die Existenz unterschiedlicher Schlafphasen mit unterschiedlich starker Hirnstromaktivität nachzuweisen.

Dauer der Schlafphasen

In der Regel durchläuft ein Schläfer vier Phasen: Stufe 1, Stufe 2, Stufe 3 und REM-Schlaf.. Diese Phasen wiederholen sich zyklisch von Stufe 1 bis REM und beginnen dann wieder mit Stufe 1. Ein kompletter Schlafzyklus dauert durchschnittlich 90 bis 110 Minuten, wobei jede Phase zwischen 5 und 15 Minuten dauert. Die ersten Schlafzyklen jeder Nacht haben in der Regel relativ kurze REM-Schlafphasen und lange Tiefschlafphasen. Später in der Nacht verlängern sich die REM-Phasen und die Tiefschlafzeit nimmt ab.

Die Schlafphasen erklärt

Es gibt vier Phasen des Schlafes: Nicht-REM- oder Non-REM- (NREM) Schlaf (Stufen 1, 2 & 3) und REM-Schlaf. Wachphasen treten vorher und zwischen verschiedenen Schlafphasen oder bei Veränderung der Schlafposition auf.

Non-REM

Non-REM-Schlaf setzt sich aus mehreren Stadien unterschiedlicher Schlaftiefe zusammen. Während Schlafende in den leichten Stadien zu Beginn einer Schlafperiode noch einfach aufzuwecken sind, fällt dies in den folgenden Schlafphasen zunehmend schwerer. Physiologische Merkmale wie Herzschlag und Atmung bewegen sich innerhalb der Phasen mehr und mehr hin zu geringerer Aktivität. Der N-REM-Schlaf nimmt bei Erwachsenen bis zu 70 % der Gesamtschlafzeit ein und bildet gemeinsam mit dem REM-Schlaf einen Schlafzyklus.

N1

Stufe 1 ist die leichteste Stufe des NREM-Schlafes. Oft durch das Vorhandensein von langsamen Augenbewegungen definiert, kann diese schläfrige Schlafphase leicht unterbrochen werden, was zum Erwachen führt. Der Muskeltonus im ganzen Körper entspannt sich und die Aktivität der Gehirnströme beginnt sich zu verlangsamen. Gelegentlich können Menschen abrupte Muskelkrämpfe erleben und sogar das Gefühl haben zu Fallen, während sie sich in und aus der Stufe 1 bewegen.

N2

Stufe 2 ist die erste tatsächliche Schlafphase des NREM-Schlafes. Erwachen tritt nicht so leicht auf wie im Schlaf der Stufe 1 und die Augen bewegen sich nicht mehr. Die Gehirnwellen verlangsamen sich weiterhin mit spezifischen Ausbrüchen schneller Aktivität (Schlafspindeln) gefolgt von K-Komplexen. Sowohl Schlafspindeln als auch K-Komplexe dienen dem Gehirn als Schutz vorm Erwachen. Die Körpertemperatur und Herzfrequenz beginnen zu sinken. Diese Stufe ist auch als Leichtschlaf bekannt.

N3

Stufe 3 wird als tiefer NREM-Schlaf oder Tiefschlaf bezeichnet. Die erholsamste Phase des Schlafes besteht aus Deltawellen oder langsamen Wellen. Selbständiges Erwachen ist selten und es schwierig, jemanden aus dem Schlaf der Stufe 3 zu wecken. Parasomnien treten in der tiefsten Schlafphase auf.

REM

Der REM-Schlaf bezeichnet eine Schlafphase, die durch rasche Augenbewegungen unter den Lidern gekennzeichnet ist (Rapid-Eye-Movement). Auch hinsichtlich anderer physiologischer Merkmale wie Adrenalinausschüttung, Herzschlag, Atmung und Gehirnströmen, unterscheidet sich diese Phase erheblich von den übrigen Schlafphasen.

Die genannten Merkmale sprechen für eine starke Aktivität des Gehirns, die sich auch in intensiven und im Nachhinein oft gut nachvollziehbaren Träumen niederschlägt. Bei Männern kommt es ebenfalls häufig zu nächtlichen Erektionen. Die Funktion des REM-Schlafs ist noch nicht vollständig geklärt, möglicherweise kommt ihm eine Rolle in der Regeneration des Gehirns und der Nerven sowie der Funktion des Gedächtnisses zu.

Unterschiede der Schlafphasen

Was ist ein Schlafzyklus?

Die Schlafphasen laufen in bestimmter Reihenfolge und mehrfach während eines Nachtschlafs ab. Die Durchläufe unterscheiden sich dabei in Länge und Häufigkeit.

Zu Beginn steht gewöhnlich die Einschlafphase (N1) des N-REM-Schlafes, die durchschnittlich sieben Minuten dauert, bevor sie in die Leichtschlafphase (N2) übergeht – die Person ist eingeschlafen. Die Übergangsphase selbst dauert nur wenige Sekunden. Die zweite Phase nimmt im Durchschnitt 10-25 Minuten in Anspruch, gefolgt von N3.

Diese wird als Tief- oder Deltaschlaf bezeichnet, da sie stark von den langsamen Deltawellen geprägt wird. Im Laufe dieses Prozesses reagiert das Gehirn zunehmend weniger auf äußere Reize wie Geräusche oder Berührungen. Daher ist es zunehmend mühsamer, die schlafende Person zu wecken. Dieser Zustand nimmt wiederum 20-40 Minuten in Anspruch. Es folgt die REM-Schlafphase. Typischerweise würde eine Person alle 90-120 Minuten einen Schlafzyklus beginnen, was zu vier bis fünf Zyklen pro Schlafzeit oder 6 bis 8 Stunden Schlaf führt.

Wie lange dauert ein Schlafzyklus?

Der erste Schlafzyklus dauert etwa 90 Minuten. Danach liegen sie durchschnittlich zwischen 100 und 120 Minuten. Typischerweise durchläuft eine Person vier bis fünf Schlafzyklen pro Nacht. Innerhalb einer durchschnittlichen Schlafdauer von 6 bis 9 Stunden wiederholen sich diese Zyklen mehrfach, wobei die schlafende Person oft kurzzeitig erwacht, häufig ohne später Erinnerungen daran zu haben.

Wechsel der Schlafmuster

Die genaue Anzahl und Dauer der genannten Phasen ist von Person zu Person verschieden und von mehreren Faktoren abhängig. Zu ihnen zählen:

• Alter
• Länge der vorangegangenen Schlafperioden
• Länge des letzten Wachzustands
• Tageszeit und Gewohnheit (z. B. bei Schichtarbeitern)
• Bewegung
• Stress
• Erkrankungen (psychische Erkrankungen, Nervenerkrankungen, Erkrankungen, die mit Fieber einhergehen, Schlafkrankheit etc.)
• Umweltbedingungen: Temperatur, Licht, Geräusche wie Schnarchen
• Substanzen: Medikamente, Drogen, Alkohol, Koffein
• Individuelle Unterschiede

Schlafphasen nach Alter

Die Schlafmuster eines Menschen verändern sich im Laufe des Lebens. Vom Neugeborenen bis zum Kleinkind, vom Schulalter bis zum Jugendlichen und Erwachsenenalter, verändern sich die Schlafgewohnheiten und Schlafphasen.

Baby (0 – ca. 4 Monate) Keine ausgeprägten Schlafphasen. Der Schlaf wird in die Kategorien „Aktiv“, „Ruhig“ und „Unbestimmt“ eingeteilt. Aktiver Schlaf ist gleichbedeutend mit REM-Schlaf und ruhiger Schlaf ist gleichbedeutend mit Nicht-REM-Schlaf. Meistens befinden sich Neugeborene im aktiven Schlaf, was häufige Erwachen ermöglicht; dies ist für regelmäßige Fütterungszeiten notwendig.

Säuglinge (ca. 4 Monate – 1 Jahr) Die Unterscheidung in Schlafphasen ist nun ersichtlich, es entwickeln sich langsam regelmäßige Schlafroutinen. Der Schlaf beträgt typischerweise 10-13 Stunden pro 24 Stunden Periode mit 2-3 Nickerchen am Tag.

Kleinkinder (1 Jahr – 3 Jahre) Bei voll entwickeltem Schlafverhalten verbringen die Kinder ca. 25% im Tiefschlaf der Stufe 3 und fast ebenso viel Zeit im REM-Schlaf. Die durchschnittliche Schlafdauer beträgt 9,5-10,5 Stunden pro Tag. Normalerweise reduzieren sich die Nickerchen auf eins pro Tag, was am häufigsten am frühen Nachmittag stattfindet.

Grundschulkinder (3 – 6 Jahre) Die Schlafdauer ähnelt der von Kleinkindern, etwa 9-10 Stunden pro Tag. Das Nachmittagsschläfchen lässt bei den meisten Kindern in der Regel um 3-4 Jahre nach. Der Schlaf der Stufe 3 bleibt im Verhältnis zur Gesamtschlafzeit immer noch hoch.

Schulkinder (6 Jahre – 12 Jahre) Die Schlafdauer bleibt unverändert; 9-10 Stunden pro 24-Stunden-Zeitraum und Stufe 3 bleibt etwa 20-25% der gesamten Schlafdauer. Der erholsame Schlaf ist wichtig für Wachstum und Entwicklung.

Jugendliche (ab 12 Jahren) Die Schlafdauer für Jugendliche beträgt ca. 9-9,5 Stunden pro 24 Stunden. Es kommt zu physiologischen Veränderungen im zirkadianen Rhythmus, die dazu führen, dass der Schlafbeginn später eintritt. Diese innere Verschiebung ist für viele Jugendliche die Ursache dafür, dass sie abends länger wach bleiben und morgens länger schlafen wollen.

Mit zunehmendem Alter verschiebt sich der zirkadiane Rhythmus wieder zurück zum früheren Aufstehen. Der Schlaf scheint sich im Erwachsenenalter auf etwa 6,5-8 Stunden Schlaf pro Tag zu regulieren.

Auswirkungen auf die Schlafphasen

Der Schlaf der vorangegangenen Nächte wirkt sich ebenfalls auf die Schlafphasen aus. War dieser von schlechter Qualität oder zu kurz, schlafen viele Menschen in der darauffolgenden Nacht automatisch länger. Werden häufiger ganze Schlafperioden ausgelassen oder ist der Schlafrhythmus dauerhaft unregelmäßig, verändern sich Länge und Häufigkeit der Schlafphasen, speziell des REM-Schlafs.

Der Körper versucht, den fehlenden REM-Schlaf in den Folgetagen aufzuholen. Entfällt der REM-Schlaf über einen längeren Zeitraum vollständig, beispielsweise aufgrund von Schlafstörungen, können auffälliges Verhalten, Konzentrationsprobleme, gesteigerter Hunger und Gedächtnisprobleme auftreten.

Aber auch der N-REM-Schlaf zeigt längere und tiefere Phasen, die der physischen Regeneration dienen. Bei dauerhaften Schlafstörungen können die Schlafphasen in veränderter Reihenfolge auftreten.

Drogen, Medikamente und Alkohol können verheerende Auswirkungen auf die Schlafarchitektur und das geistige und körperliche Wohlbefinden haben.

• Medikamente
• Drogen
• Koffein

Non-REM-Schlaf setzt sich aus mehreren Stadien unterschiedlicher Schlaftiefe zusammen. Während Schlafende in den leichten Stadien zu Beginn einer Schlafperiode noch einfach aufzuwecken sind, fällt dies in den folgenden Schlafphasen zunehmend schwerer. Physiologische Merkmale wie Herzschlag und Atmung bewegen sich innerhalb der Phasen mehr und mehr hin zu geringerer Aktivität. Der N-REM-Schlaf nimmt bei Erwachsenen bis zu 70 % der Gesamtschlafzeit ein und bildet gemeinsam mit dem REM-Schlaf einen Schlafzyklus.

Drogen

Im Falle von Drogen spielen besonders Aufputschmittel (Sympathomimetika) wie Amphetamine, inklusive Kokain, eine Rolle. So können sie unter anderem zum Ausbleiben des Schlafes oder einzelner Schlafphasen, besonders des REM-Schlafes, führen.

Alkohol

Alkohol, in mittleren bis großen Mengen konsumiert, wirkt sich nachteilig auf den Schlafrhythmus aus. Zwar werden die früheren Phasen zumeist beschleunigt, was ein rasches Einschlafen zur Folge hat. Allerdings kann der REM-Schlaf gestört sein, sodass später häufigeres Aufwachen auftritt und die Gesamtschlafdauer verkürzt ist. Erst wenn der Alkohol von der Leber abgebaut ist, normalisieren sich Länge, Anzahl und Reihenfolge der Schlafphasen.

Koffein

Koffein, speziell kurz vor dem Schlafen konsumiert, kann eine Verkürzung der Tiefschlaf- sowie der REM-Schlafphase verursachen. Die Empfindlichkeit ist individuell unterschiedlich, auf Dauer sind Erschöpfung und weitere Symptome möglich, die auf einen Schlafmangel hindeuten.