Schlafmagazin

Adenosin – der Sandmann im Körper


15. Januar 2019

Wer kennt es nicht: Am Ende eines langen Tages kann man sich nicht mehr auf den Beinen halten. Auch wenn man noch so sehr wach bleiben will, fallen einem unweigerlich die Augen zu. Als ein dafür verantwortliches Molekül im Körper ist schon seit einiger Zeit das Adenosin bekannt, welches quasi Sandmännchen spielt und uns müde macht. Doch was ist dieses Adenosin überhaupt? Wie wirkt es eigentlich im Körper und gibt es Wege, diesen Müdemacher auszutricksen, um sich länger wach zu halten? Diese und weitere Antworten erfahrt Ihr hier.

  1. Was ist Adenosin?
  2. Wie wirkt Adenosin im Körper?
  3. Koffein hemmt die Wirkung von Adenosin
  4. Fragen und Antworten zum Thema Adenosin

1. Was ist Adenosin?

Adenosin ist ein sogenanntes Nukleosid und besteht aus der Nukleinbase Adenin und dem Zucker Ribose. Für gewöhnlich kennen wir es nur als Komponente größerer Moleküle im Körper. Es ist Bestandteil der vielleicht aus dem Schulunterricht bekannten Ribonukleinsäure (RNA) und verschiedener Cofaktoren (z. B. Coenzym A, NADPH und NADH). Vor allem ist es beispielsweise aber auch Vorläufer der energiereichen Verbindung Adenosintriphosphat (ATP). ATP selbst gilt als der zentrale Energiespeicher der Zellen. Adenosin entsteht hingegen immer dann in großen Mengen, wenn besonders viel Energie in der Zelle verbraucht wird. Es ist in allen Zellen und Körperflüssigkeiten vorhanden und spielt also eine zentrale Rolle im Energiehaushalt aller Zellen.

Adenosin
Adenosin ist ein Nukleosid, welches aus der Nukleinbase Adenin und dem Zucker Ribose besteht.

2. Wie wirkt Adenosin im Körper?

Da Adenosin Bestandteil einer Vielzahl von Molekülen ist, ist es auch eng mit deren Funktionen im Körper verknüpft. Konkret ist es wichtig für den Aufbau und die Synthese von Nukleinsäuren, den Cofaktoren und dem Energiespeicher ATP.

Adenosin wirkt auch als Modulator im Organismus:

Das Nukleosid ist allerdings auch ein Modulator, der auf eine Reihe von Geweben und Zelltypen einwirkt. Es spielt eine wichtige modulatorische Rolle unter anderem im kardiovaskulären System, dem zentralen Nervensystem, im Magen-Darm-Trakt, im Immunsystem und bei der Regulierung des Zellzyklus und -überlebens. Außerdem zeigten Tierversuche, dass eine Injektion von Adenosin ins Gehirn das Einschlafen der Tiere zur Folge hatte. Also spielt es auch eine wichtige Rolle in der Regulierung des Schlafes.

Adenosin Schlaf

Adenosin als Schlafauslöser:

Der menschliche Schlaf ist von zwei grundsätzlichen Faktoren abhängig: Zum einen von der inneren circadianen Uhr, die den Tag-Nacht-Rhythmus bestimmt. Zum anderen muss es zusätzlich noch weitere Schlaffaktoren geben, die für den kontinuierlichen Anstieg des Schlafbedürfnisses sorgen. Denn es macht beispielsweise schon einen enormen Unterschied, ob man nur eine oder zwei Nächte hintereinander keinen Schlaf findet.

Der Körper muss also zum Beispiel Botenstoffe besitzen, die zu einem erhöhten Schlafbedürfnis beitragen können. Adenosin gilt als ein solcher Botenstoff, der Müdigkeit hervorrufen und verstärken kann.

Wenn die Zellen bestimmter Hirnareale, die für die Wachheit zuständig sind, über einen längeren Zeitraum aktiv waren, wird das Nukleosid freigesetzt. Dies passiert, weil durch die zelluläre Aktivität Energie verbraucht wird und das „Abfallprodukt“ Adenosin entsteht. Nach und nach häuft es sich so tagsüber in bestimmten Gebieten des Gehirns an. Dort bindet es an Andockstellen von bestimmten Nervenzell-Rezeptoren. Dadurch wird die Ausschüttung von belebenden und aktivierenden Neurotransmittern (z.B. Dopamin, Acetylcholin oder Noradrenalin) gehemmt und die Aktivität der Neuronen gebremst. Dies wirkt sich wie eine Kettenreaktion auf weitere Hirnbereiche aus und führt deshalb zur Müdigkeit.

Die spezifischen Adenosin-Rezeptoren zählen wahrscheinlich auch zu den Schlaffaktoren, da ihr Vorkommen ebenfalls von der Tageszeit abhängig ist. So gibt es, wenn man morgens hellwach ist, nicht viele Rezeptoren, aber umso mehr, wenn der Tag lang und hart gewesen ist. Diese Vermehrung der Rezeptoren sehen Forscher als eine Ursache dafür, warum ein erhöhtes Schlafbedürfnis überhaupt entstehen kann.

Auf den Punkt gebracht: Dieser Adenosin-Regelkreis schützt das Gehirn vor Energiemangel, der ansonsten in besonders aktiven Hirnarealen durch lange Wachphasen entsteht. Da die Neuronen im Schlaf weniger aktiv sind und weniger Energie verbrauchen, können sich so die Energiereserven des Gehirns wieder auffüllen.

Adenosin Hund
Adenosin kann aber auch jede Party crashen. Jedes Party-Animal mutiert dann zum Schlummertier.

Aber als Schlafmittel eignet es sich nicht...

Schlaf ist lebensnotwendig. Bleibt die Ruhephase für den Organismus aus, rächt sich das physisch und psychisch. So tritt auch bei vielen psychischen Erkrankungen Schlaflosigkeit auf. Auch wenn Adenosin ein potenter Müdemacher ist, eignet es sich nicht als Schlafmittel. Es ist im Körper nicht besonders stabil und würde zu schnell abgebaut werden. Stabilere Abkömmlinge sind ebenfalls problematisch, da passende Rezeptoren beispielsweise auch im Herzmuskel zu finden sind und so Herzmuskellähmungen verursacht werden könnten. Dennoch interessieren sich Wissenschaftler weiterhin für die Erforschung von Molekülen, die ähnliche Funktionen wie das Nukleosid besitzen, nicht so schnell abgebaut werden und somit eine Chance haben, ins Gehirn zu gelangen.

3. Koffein hemmt die Wirkung von Adenosin

Fast jeden Tag greifen viele Menschen zum Kaffee oder schwarzem Tee, um die unbändige Müdigkeit zu überwinden. Beide Getränke enthalten das sogenannte Koffein, welches die Blut-Hirn-Schranke fast ungehindert überwinden und deshalb sehr schnell im Gehirn wirken kann.

Koffein ist in seiner Struktur dem körpereigenen Botenstoff Adenosin sehr ähnlich. Es ist also in der Lage, die Andockstellen an den Adenosin-Rezeptoren zu besetzen oder das Nukleosid aus seinen Rezeptoren zu verdrängen. Koffein wirkt dabei also als Gegenspieler (Antagonist): Es hemmt die Wirkung des Adenosins, weil es Adenosin-Rezeptoren zwar besetzt, sie aber nicht aktiviert. So bekommen die Nervenbahnen kein Signal zur Drosselung und arbeiten weiter. Außerdem beeinflusst Koffein die Ausschüttung und Wirkung von belebenden Stoffen wie Dopamin oder Noradrenalin.

Es erhöht also die Gehirnaktivität in Bereichen, die für Wachsamkeit, Aufmerksamkeit und die Bewegungsauslösung zuständig sind. Wenn man also einen Antagonisten wie Koffein in Form von Kaffee oder Tee zu sich nimmt, dann führt das also dazu, dass man eher munterer wird. Irgendwann ist der Schlafdruck jedoch so groß, dass trotz noch so hohen Kaffeekonsums am Ende die Augen doch zufallen. Und dann heißt es: Gute Nacht!

Kaffee

Fragen und Antworten zum Thema Adenosin

Adenosin ist ein Nukleosid, welches aus Adenin und Ribose besteht. Es ist Bestandteil der RNA, verschiedener Cofaktoren (z. B. Coenzym A, NADPH, NADH) und von Energieträgern (ATP).
Es ist in allen Zellen und Körperflüssigkeiten vorhanden.
Es hat die verschiedensten Wirkungen im Körper. Es spielt eine wichtige modulatorische Rolle im kardiovaskulären System, dem zentralen Nervensystem, im Magen-Darm-Trakt, im Immunsystem, bei der Regulierung des Zellzyklus, -überlebens und des Schlafes.
Durch die Aktivität der Zellen in bestimmten Hirnarealen wird Energie verbraucht und das „Abfallprodukt“ Adenosin entsteht. Nach und nach häuft es sich so tagsüber in bestimmten Gebieten des Gehirns an. Dort bindet es an Rezeptoren, wodurch die Ausschüttung von belebenden und aktivierenden Neurotransmittern gehemmt und die Aktivität der Neuronen gebremst wird. Dies wirkt sich auf weitere Hirnbereiche aus und führt dadurch zur Müdigkeit.
Koffein ist dessen Gegenspieler (Antagonist). Es besetzt die spezifischen Rezeptoren des Adenosins und verdrängt es somit. Es hemmt also dessen Wirkung, weil es die Rezeptoren zwar besetzt, sie aber nicht aktiviert.

Quellen:

  • https://www.spektrum.de/news/adenosin-spielt-sandmaennchen-im-hirn/777991
  • https://www.scinexx.de/news/biowissen/wirkprinzip-von-baldrian-entdeckt/
  • https://www.biospektrum.de/blatt/d_bs_pdf&_id=934154

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