Aktivitäts‐Ruhe‐Rhythmus und Schlafverhalten beim Menschen: aktographische Untersuchungen

Abstract

Die menschliche Zeitstruktur, zu der die Tagesrhythmen (circadiane ~ 24 h Rhythmen) gehören, ist ein Grundfaktor in unserem Verhalten. Die Arbeitsgruppe Chronobiologie und Verhalten (ehem. Institut für Anthropologie der Charité) beschäftigt sich seit 1990 mit der Aktivitäts‐Ruhe‐Rhythmik des Menschen. Ausgehend von Untersuchungen an Bewohnern in traditionellen Kulturen wurden der Aktivitäts‐Ruhe‐Rhythmus und das Schlafverhalten sowohl an Erwachsenen als auch bei Kindern in unserer industriell zivilisierten Kultur untersucht. Zur Messung der Bewegungsaktivität und Analyse bestimmter Schlafparameter verwendeten wir Actiwatch® Aktometer mit spezieller Software (Actiwatch® Sleep Analysis). Für die Erhöhung der Leistungsfähigkeit und zur Erhaltung der körperlichen und geistigen Gesundheit ist es von Bedeutung die individuelle zeitliche Präferenz der Aktivität mit den Anforderungen der Umwelt zu optimieren. Der Chronotyp liefert ein Maß für diese Präferenz. Die Daten zur Hauptstudie (vgl. Publikation 1.) stammen aus Analysen von Fragebögen, modifiziert nach Horne und Östberg. Untersucht wurden insgesamt 2697 Medizinstudenten der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Die Verteilung der Chronotypen zeigte eine Geschlechterabhängigkeit. Frauen gehörten häufiger zu den Morgentypen, während Männer eher als Abendtypen eingestuft werden konnten. Diese Unterschiede sind signifikant. Zur Registrierung der motorischen Aktivität trugen zusätzlich 34 Probanden (19 Frauen und 15 Männer) Aktometer für die Dauer von je 14 Tagen, im Frühjahr und im Winter. Wir verglichen die Schlafdauer, die Einschlaflatenz und die Schlafeffizienz in Abhängigkeit vom Chronotyp, in Bezug auf das Geschlecht und die Jahreszeit. Es ergab sich für die Probanden eine signifikant längere Schlafdauer im Herbst. Die Schlafeffizienz war in den Messperioden bei den Morgentypen signifikant höher als bei den Abendtypen. Geschlechtsspezifische Unterschiede in den untersuchten Schlafparametern wurden nicht gefunden. Für die Studie zur Händigkeit (vgl. Publikation 2..) trugen 20 Links‐ und 20 Rechtshänder für 12 Tage Aktometer an beiden Handgelenken. Die Ergebnisse zeigten eine signifikant längere Schlafdauer bei Links‐ als bei Rechtshändern. Schlafeffizienz und Einschlaflatenz waren annähernd gleich. Auch die Acrophase zeigte keinen signifikanten Unterschied. Für die Studie (vgl. Publikation 3.), die sich mit dem Einfluss des Nikotinkonsums in der Schwangerschaft auf die postnatale Schlafdauer des Kindes beschäftigte wurden 22 Säuglinge beginnend in der ersten Lebenswoche für 6 Tage kontinuierlich aktometrisch überwacht. Die Mütter von elf der Säuglinge hatten während der Schwangerschaft geraucht, weitere elf Säuglinge mit nicht rauchenden Müttern bildeten die Referenzgruppe. Wir verglichen die Schlafdauer. Für beide Gruppen zeigte sich ein signifikanter Unterschied der Tag‐ und Nachtschlafdauer mit insgesamt höheren Werten in der Nacht. Es sind viele negative Effekte durch Nikotinkonsum in der Schwangerschaft belegt. Die Schlafdauer der Säuglinge von rauchenden Müttern und nichtrauchenden Müttern zeigte jedoch keine signifikanten Unterschiede. Diese Erkenntnisse bieten nicht nur neue Einsichten in das Aktivitäts‐Ruhe‐ und Schlafverhalten des Menschen, sondern zeigen auch diagnostische Möglichkeiten und therapeutische Vorteile auf. Die Erfolgreiche Anwendung in der Medizin (Chronomedizin) hängt von einem gründlichen Wissen über chronobiologische Grundprinzipien ab.

Human time structure, which includes daily rhythms (~ 24 h circadian rhythm), is a fundamental factor in our behavior. The workgroup chronobiology and behavior (formerly Institute of Anthropology of the Charité) deals with the activity-rest rhythms of man since 1990. Based on studies of people in traditional cultures we have been examining the rest-activity rhythm and sleep behavior in both adults and children in our industrially civilized culture. To measure the locomotor activity and to analyse certain sleep parameters, we used Actiwatch ® actometers with a special software (Actiwatch ® Sleep Analysis). To improve efficiency and conserve physical and mental health, it is important to bring individual time preference of activity in agreement with the requirements of the environment. The chronotype provides a measure of this preference. The data for the main study (publication 1.) derived from an analysis of questionnaires, modified according to Horne and Östberg. The study included a total of 2697 medical students from the Charité - University Medicine Berlin. The distribution of chronotypes showed a gender dependence. Women were more likely to be morning types, while men were more likely to be classified as evening types. These differences are significant. Additionally motor activity of 34 students (19 women and 15 men) was registered using actigraphy for 14 days in spring and fall, respectively. We compared sleep duration, sleep efficiency, and sleep onset latency depending on chronotype and in relation to sex and season. The subjects showed a significantly longer sleep duration in the fall test period. Sleep efficiency was significantly higher in morning types than in evening types. Gender differences were not found in the examined sleep parameters. Data of 20 left- and 20 right-handed students was collected for the handedness study (publications 2.) They wore actometers on both wrists for 12 consecutive days. The results showed a significantly longer sleep duration in left- than in right-handers. Sleep efficiency and sleep onset latency were approximately equal. The acrophase showed no significant difference. A third study dealt with the impact of tobacco consumption during pregnancy on postnatal sleep duration of children (publication 3.). 22 infants were continuously monitored using actigraphy for 6 days, starting in the first week of life. The mothers of eleven of the infants had smoked during pregnancy, the other eleven infants with non-smoking mothers represented the reference group. We compared the sleep duration. Both groups showed a significant difference between day and night sleep duration with higher overall values in the night. Many negative effects of nicotine consumption during pregnancy are known. However, the sleep duration of the infants of smoking- and nonsmoking mothers, showed no significant differences. These findings not only provide new insights into the activity-rest and sleep patterns of people, but also highlight the potential diagnostic and therapeutic advantages. The successful application in medicine (chronomedicine) depends on a solid knowledge of chronobiological principles.