Warum schlafen manche Menschen schlechter, wenn das WLAN nachts läuft?

Vielleicht kennen Sie das: Sie schlafen ein, wachen nachts auf und fühlen sich morgens trotz ausreichender Stunden im Bett nicht erholt. Viele fragen sich dann, ob es am Kaffee liegt, am Stress oder an dem, was rund um das Bett an Technik läuft: Router, Smartphone, DECT-Telefon.

In der Mitte unseres Gehirns liegt ein kleines Organ, die Zirbeldrüse. Sie bildet nachts Melatonin, das Hormon, das unseren Schlaf-Wach-Rhythmus steuert und nebenbei die Zellen schützt. Bekannt ist: Helles Licht am Abend bremst diese Bildung, vor allem der blaue Lichtanteil, wie er von Bildschirmen und LED-Lampen ausgeht. Weniger bekannt, aber seit Jahrzehnten erforscht: Auch elektromagnetische Felder können die Zirbeldrüse beeinflussen, und zwar direkt, ohne Umweg über das Auge.

Was weiß die Forschung?

Forschergruppen in Japan, Frankreich und Deutschland haben unabhängig voneinander gezeigt, dass schwache Magnetfelder, wie sie von Stromleitungen und Elektrogeräten ausgehen, die Melatoninbildung bei Tieren senken können. Bei Menschen ist die Lage vielfältiger. Eine amerikanische Studie fand bei Männern, die täglich mehr als 25 Minuten mit dem Handy telefonierten, weniger Melatonin-Abbauprodukte im Urin. Andere Studien fanden keinen Unterschied. Das liegt auch daran, dass sich im Alltag vieles überlagert: Licht am Abend, Stress, Schichtarbeit und die ganz persönliche Empfindlichkeit.

Niemand kann Ihnen heute genau sagen, wie stark Ihr eigener Melatoninspiegel durch die Felder in Ihrer Wohnung beeinflusst wird. Die Reduktion unnötiger nächtlicher Funkquellen kostet aber nichts und ist deshalb eine vernünftige erste Maßnahme.

Was verändert sich bei Ihnen?

Führen Sie ein paar Wochen ein einfaches Symptomtagebuch: Einschlafzeit, nächtliches Aufwachen, Erholungsgefühl am Morgen. Notieren Sie, welche Geräte nachts liefen. Dann setzen Sie die Maßnahmen um und führen das Symptomtagebuch weiter. Schlafen Sie tiefer? Wachen Sie seltener auf? Ihre Beobachtung zeigt Ihnen, was Ihrem Körper guttut.

Welcher Signalweg verbindet elektromagnetische Felder mit der Zirbeldrüse?

Die biophysikalische Grundlage des zweiten Pfades, die Störung spannungsgesteuerter Ionenkanäle mit nachfolgendem Calcium-Einstrom, behandelt Artikel 10 [2, 3]. Für die Zirbeldrüse ist der entscheidende Endpunkt die verminderte AANAT-Aktivität und damit die geringere nächtliche Melatoninbildung. Dass dieser Pfad unabhängig vom Auge wirkt, zeigen Versuche an isolierten Zirbeldrüsen, die außerhalb des Körpers unter Magnetfeldern weniger Melatonin bildeten [4].

In Tierversuchen senkten schwache niederfrequente Magnetfelder die Melatoninbildung in Arbeitsgruppen in Japan [5], Frankreich [6] und Deutschland [4]. Beim Menschen fand eine Studie an Beschäftigten eines Energieversorgers bei mehr als 25 Minuten täglicher Handynutzung eine verminderte nächtliche Ausscheidung des Melatonin-Metaboliten [7]. Weitere Humanbefunde, auch die Gegenbefunde, sind in Raum 3 zusammengestellt.

Welche Patientengruppen verdienen besondere Aufmerksamkeit?

• Menschen mit Elektrohypersensibilität, bei denen Schlafstörungen zu den häufigsten Beschwerden gehören. Die EUROPAEM-Leitlinie empfiehlt hier die Bestimmung des Melatonin-Metaboliten im Urin [8]. Ausführlich Artikel 12 und 22.
• Menschen mit chronisch niedrigem Melatoninspiegel unklarer Ursache, besonders bei chronischer Entzündung, die über die Aktivierung der Indolamin-2,3-Dioxygenase ebenfalls die Serotonin-Melatonin-Achse schwächt [8].
• Schichtarbeitende, bei denen sich Lichtexposition in der Nacht und Feldexposition überlagern.
• Kinder und Jugendliche mit Einschlafproblemen bei abendlicher Nutzung mobiler Geräte. Hier wirken Bildschirmlicht und Funk gleichzeitig.

Wie lässt sich Expositionskarenz diagnostisch nutzen?

Eine zeitlich begrenzte Expositionsreduktion über zwei bis vier Wochen, mit Router-Abschaltung, gerätefreiem Schlafzimmer und gegebenenfalls Abschirmmaßnahmen, lässt sich mit Schlafprotokoll oder Aktigraphie begleiten. Vor und nach der Karenz kann der Melatonin-Metabolit 6-Sulfatoxymelatonin im Morgenurin bestimmt werden [8]. Abschirmung und Messung behandelt Artikel 22.

Was zeigen Tierversuche und isolierte Zirbeldrüsen?

Niederfrequente Magnetfelder (ELF): Kato et al. fanden bei Ratten unter einem zirkular polarisierten 50-Hz-Magnetfeld verminderte Melatoninkonzentrationen in Zirbeldrüse und Blut [5]. Selmaoui und Touitou zeigten eine von Dauer und Intensität abhängige Abnahme der N-Acetyltransferase-Aktivität und des Serum-Melatonins [6]. Brendel, Niehaus und Lerchl wiesen an isolierten, perfundierten Zirbeldrüsen des Dsungarischen Zwerghamsters bei 50 Hz und 16⅔ Hz (86 µT) eine direkte Suppression der Melatoninbildung nach, in einem Versuchsaufbau, bei dem die Experimentatoren nicht wussten, welche Spule aktiv war [4]; bereits zuvor hatte eine Arbeit aus dem Labor von Reiter in vitro eine Melatonin-Suppression unter Calcium-Zyklotronresonanz-Bedingungen beschrieben [9]. Gegenbefunde liegen ebenfalls vor: Bei Sibirischen Zwerghamstern [10] und bei weiblichen Ratten unter 100 µT [11] fanden sich keine konsistenten Veränderungen. Sie betreffen die jeweils untersuchten Spezies, Feldparameter und Expositionszeiten.

Hochfrequenz (1800 MHz, isolierte Zirbeldrüse): Sukhotina et al. fanden bei nicht-thermischer Intensität (800 mW/kg) eine erhöhte, bei hoher Intensität (2700 mW/kg) mit begleitender Erwärmung eine verminderte Melatoninfreisetzung [12]. Der Befund zeigt, dass die Zirbeldrüse auch auf Hochfrequenz reagiert; die Richtung hängt von der Intensität ab, was zu den in Artikel 11 beschriebenen Fenstereffekten passt.

Was zeigen Studien am Menschen?

Niederfrequente Felder: Wilson et al. fanden bei 7 von 28 Nutzern von Heizdecken mit häufig schaltendem Magnetfeld signifikante Veränderungen der nächtlichen Melatonin-Metaboliten-Ausscheidung, bei konventionellen Heizdecken nicht [13]. Burch et al. beobachteten bei Beschäftigten eines Energieversorgers eine verminderte nächtliche Ausscheidung bei zeitlich stabilen Magnetfeldern, am deutlichsten bei kombinierter Exposition am Arbeitsplatz und zu Hause [14]. Karasek et al. fanden unter chronischer Exposition gegenüber einem 40-Hz-Feld von 2,9 mT, wie es in der Magnetfeldtherapie verwendet wird, eine verminderte nächtliche Melatoninkonzentration [15]. Scope Karasek: therapeutische Feldstärke weit oberhalb der Alltagsexposition. Der Befund zeigt, dass die menschliche Zirbeldrüse auf ein biologisch genutztes Magnetfeld messbar reagiert. Keine Effekte fanden Graham et al. unter kontinuierlicher Exposition bis 20 µT im Labor [16], Davis et al. für die Wohnraum-Magnetfelder bei Frauen [17] und Levallois et al. unter Hochspannungsleitungen [18]; Davis et al. fanden dabei einen deutlichen Effekt von Licht in der Nacht.

Hochfrequenz: Burch et al. fanden in einer zweiten Kohorte bei mehr als 25 Minuten täglicher Handynutzung eine verminderte nächtliche Ausscheidung des Melatonin-Metaboliten mit einem Trend über steigende Nutzungskategorien; kombiniert mit beruflicher 60-Hz-Exposition war der Effekt verstärkt [7]. In der ersten Kohorte der Studie, mit nur wenigen Personentagen hoher Nutzung, zeigte sich kein Unterschied. Bortkiewicz et al. fanden bei neun jungen Männern nach einer einzelnen Stunde Handyexposition keine Veränderung [19]; der Befund betrifft eine einmalige Kurzexposition in einer sehr kleinen Gruppe.

Sender-Abschaltung Schwarzenburg: 54 Anwohnerinnen und Anwohner wurden je eine Woche vor und nach der Abschaltung des Kurzwellensenders (6–22 MHz) begleitet; Melatonin wurde fünfmal täglich im Speichel bestimmt. Vor der Abschaltung sank die selbst eingeschätzte Schlafqualität mit steigender Magnetfeldexposition. Nach der Abschaltung besserte sich der Schlaf, und die Melatoninausscheidung stieg gegenüber dem Ausgangswert um 15 % an, was die Autoren als Rebound deuten. Bei Menschen mit zuvor schlechtem Schlaf betrug der Anstieg 26 % (95 %-KI 8–47 %), bei guten Schläfern zeigte sich kein Effekt; bei den schlechten Schläfern hing die Veränderung von Schlaf und Melatonin zudem vom Ausmaß der Feldreduktion ab [20]. Eine chronische Veränderung der Melatoninausscheidung über das Gesamtkollektiv ließ sich nicht zeigen; in einer Parallelstudie an Milchkühen stieg das Speichel-Melatonin nach der Abschaltung vorübergehend an [21, 22]. Das Muster, ein Effekt vor allem bei empfindlicheren Menschen und abhängig von der Stärke der Entlastung, entspricht dem, was in der Praxis beobachtet wird. Ausführlich Artikel 11.

Feldstudien einer Ärztegruppe (Percha, Vogt, Kempten-West): Eine Gruppe niedergelassener Ärzte führte zwischen 2001 und 2007 drei Vorher-Nachher-Erhebungen in unterschiedlichen Orten durch, jeweils mit örtlichen Bürgerinitiativen: Percha 2001 und Vogt 2004 unter Leitung von Dr. Hans-Christoph Scheiner und Ana Scheiner, Kempten-West 2006/07 unter ärztlicher Leitung von Anna Blanz [23]. In Percha (N = 25, Messung 1 am 7.2.2001, Antenneninbetriebnahme 13.6.2001, Messung 2 am 26.9.2001) sank das Tages-Serum-Melatonin bei 20/25 (80 %), im Mittel um 36,7 % (Spannweite 6,6–95,5 %). In Vogt (N = 13, bereits vorbelastet durch vier bestehende Sendeanlagen, eine fünfte ging während der Erhebung in Betrieb) sank das Serum-Melatonin bei 13/13 (100 %), im Mittel um 83,9 %; der nächtliche Metabolit 6-OH-M-S lag bei der zweiten Messung bei 10/13 (77 %) unter dem Normbereich; das Serum-Serotonin sank bei 10/13 (77 %), im Mittel um rund 30 %. In Kempten-West (N = 25, Messung 1 im November 2006 vor, Messung 2 im Mai 2007 fünf Monate nach Inbetriebnahme eines Sendemasts) sank das Tagesserum-Serotonin bei 21/25 (84 %), im Mittel um 46,3 %; beim nächtlichen 6-OH-M-S fiel der Wert bei 56 %, während er bei weiteren 28 % anstieg, nach Einschätzung der untersuchenden Ärzte jedoch überwiegend in einem weiterhin niedrig-pathologischen Bereich; das Tagesmelatonin im Serum stieg bei allen 25 Teilnehmenden im Mittel auf das 4,5-Fache. Da Serotonin die unmittelbare Vorstufe von Melatonin ist (siehe Signalweg oben), passt der gleichzeitige Abfall beider Werte zu einer gestörten nächtlichen Umwandlung — belegt sie für sich allein aber nicht. Diese drei Erhebungen sind nicht in Fachzeitschriften veröffentlicht und ohne Kontrollgruppe oder Verblindung durchgeführt; sie stammen von derselben Ärztegruppe, sind also keine voneinander unabhängigen Bestätigungen im Sinne des Konvergenzkriteriums dieser Plattform. Einer der Herausgeber dieser Plattform war an allen drei Erhebungen als Arzt beteiligt.

Basisstationen: In einer verblindeten Feldstudie mit einer mobilen Basisstation fanden Danker-Hopfe et al. keinen objektiven Effekt auf den Schlaf [24]. Scope: wenige Nächte Exposition durch eine eigens aufgestellte Station, Schlafparameter statt Melatonin. Über die Melatoninbildung unter jahrelanger Dauerexposition trifft die Studie keine Aussage.

Wo liegen die methodischen Grenzen?

Die Humanstudien unterscheiden sich stark in Frequenz, Feldstärke, Dauer und Zeitpunkt der Exposition. Licht in der Nacht ist ein starker Einflussfaktor der Melatoninbildung und wurde in mehreren älteren Studien nur unvollständig erfasst [17]. Kurzzeitige Laborexpositionen bilden die chronische nächtliche Alltagsexposition kaum ab; Provokationsstudien ohne dokumentierte mehrtägige Stabilisierungsphase sind zudem methodisch auf falsch-negative Ergebnisse vorgeladen (Artikel 29). Für die Befunde an isolierten Zirbeldrüsen und in Tierversuchen spielt eine Erwartungshaltung keine Rolle. Zur Finanzierungsquelle als methodischem Faktor siehe Artikel 28.

Wie ordnen Institutionen diesen Endpunkt ein?

Die EUROPAEM-Leitlinie ordnet die Melatonin-Suppression als einen von mehreren an Schlafstörungen beteiligten Pfaden ein, gemeinsam mit chronischer Entzündung und autonomer Dysregulation, und empfiehlt die Bestimmung des Melatonin-Metaboliten in der Diagnostik [8]. Die ICNIRP-Grenzwerte beruhen auf akuten thermischen Effekten beziehungsweise auf Nervenstimulation und berücksichtigen Endpunkte wie die nächtliche Melatoninbildung nicht (Artikel 3). Zu institutionellen Interessenkonflikten siehe Artikel 26.