Serotonin und der Schlaf-Wach-Zyklus: besonderer Schwerpunkt auf Mikrodialysestudien

Mehrere Bereiche im Hirnstamm und Vorderhirn sind wichtig für die Modulation und Ausprägung des Schlaf-Wach-Zyklus. Auch wenn die ersten Beobachtungen von biochemischen Vorgängen im Zusammenhang mit dem Schlaf erst vor 40 Jahren gemacht wurden, ist es inzwischen gut belegt, dass mehrere Neurotransmitter, Neuropeptide und Neurohormone an der Modulation des Schlaf-Wach-Zyklus beteiligt sind. Seit vielen Jahren ist bekannt, dass Serotonin eine Rolle bei der Modulation des Schlafs spielt, doch ist es immer noch sehr umstritten, wie und wo Serotonin diese Modulation bewirkt. Frühe Studien legten nahe, dass Serotonin notwendig ist, um einen verhaltensbezogenen Schlaf zu erreichen und aufrechtzuerhalten (permissive Rolle für den Schlaf). Neuere Mikrodialyseexperimente belegen jedoch, dass der Serotoninspiegel während des W in den meisten kortikalen und subkortikalen Bereichen, die serotonerge Projektionen erhalten, höher ist. Nach dieser Auffassung würde der extrazelluläre Serotoninspiegel mit dem Entladungsmuster der serotonergen Neuronen des DRN übereinstimmen, die während des W-Schlafs die höchste Feuerungsrate aufweisen, gefolgt von einer Abnahme im Langsamschlaf und einer nahezu elektrischen Stille während des REM-Schlafs. Dies deutet darauf hin, dass Serotonin im Wachzustand die Wirkung von Noradrenalin und Acetylcholin bei der Förderung der kortikalen Reaktionsfähigkeit ergänzen und an der Hemmung der REM-Schlaf-Effektorneuronen im Hirnstamm beteiligt sein könnte (hemmende Rolle für den REM-Schlaf). Für die scheinbare Widersprüchlichkeit zwischen einer hemmenden und einer fördernden Rolle von Serotonin beim Schlaf gibt es mindestens zwei mögliche Erklärungen. Einerseits erfolgt die serotonerge Modulation des Schlaf-Wach-Zyklus über eine Vielzahl von postsynaptischen Rezeptoren, die unterschiedliche oder sogar entgegengesetzte Reaktionen vermitteln; andererseits hängt das Erreichen eines Verhaltenszustandes von der komplexen Interaktion zwischen dem serotonergen und anderen Neurotransmittersystemen ab. Das Hauptziel dieses Kommentars besteht darin, die Rolle des Serotonins im Gehirn im Zusammenhang mit dem Schlaf-Wach-Zyklus zu untersuchen. Insbesondere heben wir die Bedeutung der Mikrodialyse für die Online-Überwachung des Serotoninspiegels in verschiedenen Hirnregionen während des Schlaf-Wach-Zyklus hervor.