Einfluss der Schlafumgebung auf die Schlafqualität bei Gesunden: Untersuchung eines neuartigen Zweimatratzensystems

Erholsamer Schlaf ist ein wesentlicher Baustein für die psychische und physische Regeneration in der Nacht und für das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit am Tage, um somit optimal den sozialen und beruflichen Anforderungen zu genügen. Gleichzeitig wird geschätzt, dass – nicht zuletzt auch aufgrund des zunehmenden Wandels in eine „24 h-Gesellschaft“ – zirka 10 % der erwachsenen Bevölkerung an einer chronischen Insomnie leiden [1], während in Deutschland sogar zirka 30 % aus einer Studie mit 8000 Teilnehmenden angaben, mindestens dreimal pro Woche insomnische Beschwerden zu haben [2]. Somit stellen der nicht erholsame Schlaf und Schlafstörungen eine zunehmende gesellschaftliche Herausforderung dar. Zur Prävention von Schlafstörungen gibt es Verhaltungsempfehlungen (Schlafhygiene), welche u. a. beinhalten, einen regelmäßigen Schlaf-Wach-Rhythmus anzustreben, ein entsprechend angepasstes Verhalten am Abend vor dem Schlafen zu etablieren, aber auch Einschlafrituale zu nutzen, Maßnahmen der Stimuluskontrolle durchzuführen, Entspannungstechniken anzuwenden sowie den Schlafraum optimal zu gestalten [3]. Letzteres schließt unter anderem die Vermeidung von Umgebungslärm- und erhöhten Lichtimmissionen, eine optimierte Temperaturgestaltung und die Entfernung von schlafstörenden Elementen ein. Bisher wenig wissenschaftlich untersucht ist dagegen, ob und in welchem Ausmaß die Gestaltung des Bettsystems, insbesondere der Matratzen, einen Einfluss auf den Schlaf hat.

Ein Schwerpunkt der bisherigen Forschung ist die Untersuchung des komplexen Zusammenhangs zwischen thermoregulativen Vorgängen der Haut- sowie der Körperkerntemperatur und dem Einschlafprozess sowie der Schlafkonsolidierung [4]. In einer Studie von Herberger et al. [5] wurde der Einfluss einer (Gel‑)Matratze mit hoher Wärmekapazität bei gesunden Männern untersucht. Im Vergleich zu einer Standardmatratze führte der Schlaf auf dieser Matratze zu einer stärkeren Absenkung der Körperkerntemperatur und in Folge zu einer niedrigeren nächtlichen Herzfrequenz sowie einer größeren Menge an Tiefschlaf. Damit konnte ein positiver Einfluss dieser Matratze auf die Schlafarchitektur, insbesondere auf den SWS („slow wave sleep“) nachgewiesen werden. Bei Frauen mit menopausalen Beschwerden wie nächtlichem Schwitzen führte die Verwendung von kühlenden Matratzen zu einer Verbesserung der erlebten Schlafqualität, z. B. anhand des Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) [6].

Ein weiterer Ansatz, um – neben einer Erhöhung des Schlafkomforts – die Schlafstruktur und die Schlafqualität zu verbessern, besteht darin, Matratzen bzw. Bettsysteme zu entwickeln, die in ihrem Aufbau und ihrer Funktionalität die Schlafergonomie stärken, individualisiert-anatomisch anpassbar sind und zu einer Vermeidung oder Verringerung von (Rücken‑)Schmerzen beitragen. Ein systematischer Review von Radwan et al. kommt nach der Auswertung von 24 Studien zu dem Schluss, dass insbesondere mittelharte und anpassbare Matratzen den Schlafkomfort fördern, die Schlafqualität erhöhen und die Wirbelsäule entlasten [7]. Eine weitere, in 2021 veröffentliche Meta-Analyse [8] von 39 untersuchten Studien zu der Frage welche Matratzentypen geeignet sind, um Rückenschmerzen zu vermeiden und die Schlafqualität zu verbessern, schlussfolgert ebenfalls, dass mittelharte Matratzen den Schlafkomfort und die Schlafqualität fördern. Die meisten dieser Studienergebnisse wurden jedoch ausschließlich mittels verschiedener Selbsteinschätzungsinstrumente (unterschiedliche Fragebögen, Ratingskalen usw.) erhoben und weisen eine hohe Heterogenität auf. Es gibt bisher noch wenige Untersuchungen darüber, inwieweit sich schlaffördernde Effekte eines Bettsystems auch schlafphysiologisch anhand objektiver Messverfahren wie z. B. der Polysomnographie (PSG) nachweisen lassen. Fietze et al. [9] haben mit einem randomisierten Cross-over-Design an 30 gesunden Probanden untersucht, inwieweit sich durch eine ergonomisch-individualisierte Matratze (Typ „Menschmodell“) eine Verbesserung des Schlafs mit der PSG nachweisen lässt. Es zeigte sich eine signifikante Zunahme von Tief- und Traumschlaf und damit auch der Nachweis, dass die PSG prinzipiell geeignet ist, einen Einfluss von Bettsystemen auf die Schlafqualität zu objektivieren.

In der vorliegenden Studie wurde ein ergonomisch neuartiges Zweimatratzensystem (ZMS) untersucht, welches durch Synergieeffekte verschiedener Federstärken in der Lage ist, unterschiedliche Kräfte an den Körperschwerpunkten gleichmäßig aufzunehmen. Damit wird eine Entlastung der Wirbelsäule und der Muskulatur erwartet, welche in der Folge zu einer Verbesserung der Schlafstruktur und Schlafqualität führen soll.

Dafür wurden in einer randomisierten, kontrollierten Cross-over-Studie gesunde ProbandInnen mittels PSG und mit Fragebogeninstrumenten untersucht.

Es wurden, wie auch in einer vergleichbaren Studie von Fietze et al. [9], Veränderungen der Schlafstruktur mit einem neuen Zweimatratzensystem im Vergleich zu einer Standardmatratze nachgewiesen. Zwar war objektiv nur eine Erhöhung des REM-Schlafes nachweisbar, dieser Befund ist aber insofern nicht unbedeutsam, da eine Traumschlaf nicht nur mit der psychischen Erholung und der Konsolidierung von Aufmerksamkeitsfähigkeit assoziiert ist, sondern auch als ein Indikator für der Schlafqualität angesehen wird [14]. Nichtsdestotrotz muss konstatiert werden, dass die Effektstärke nur schwach bis mittel (Cohen’s d 0,40) ausgeprägt war und die Verbesserung der Schlafstruktur keine Korrelate auf der Erlebensebene hatte. Diskrepante Befunde zwischen elektrophysiologischen, „objektiven“ und Fragebogen-basierten, „subjektiven“ Maßen des Schlafes sind zwar z. B. bei InsomniepatientInnen nicht selten, jedoch können nur weitere Studien mit größeren Kohorten eindeutigere Befunde erbringen.

Auch die Frage, warum ein System [9] vornehmlich Tiefschlaf und das in dieser Studie untersuchte ZMS den Traumschlaf fördert, ist physiologisch nur schwer zu erklären. Obwohl in dieser Studie nicht gemessen, scheint ein Einfluss auf den Schlaf durch etwaige unterschiedliche Haut- und Körperkerntemperaturen auf den Matratzen dagegen unwahrscheinlich da – im Gegensatz zu Befunden aus der Studie mit einer Gel-Matratze, welche die Körper(kern)temperatur senkte und infolge den Tiefschlafanteil erhöhte [5] – keine signifikant unterschiedlichen thermischen Eigenschaften zwischen den Matratzen bzw. den textilen Materialien anzunehmen waren. Ein weiteres Ergebnis unserer Studie, der geringere LM-I (Leg Movement-Index) im Schlaf auf dem untersuchten ZMS, korrespondiert zumindest insofern mit epidemiologischen Daten, als diese einen inversen Zusammenhang zwischen der Menge von (P)LMs sowie der Menge an Traum-(und Tief-)schlaf nachgewiesen haben [15], wenngleich in unserer Studie die Menge N3 unverändert war.

Dennoch lässt sich auch mit unseren Ergebnissen keine allgemeingültige spezifische Empfehlung aussprechen. So gibt es z. B. keinen „Goldstandard“ für Matratzen hinsichtlich der Schlafqualität. Die von uns als Referenz verwendete Kaltschaumatratze, welche auch routinemäßig in der Studieneinrichtung verwendet wird, ist ihrem Aufbau nach eine übliche, verbreitet eingesetzte Matratze, von der jedoch keine Allgemeingültigkeit abgeleitet werden kann. Es scheint jedoch möglich zu sein, darauf weist auch unsere erste vergleichbare Studie hin [9], dass mit einem Wechsel der Matratze oder des ganzen Bettsystems durchaus Einfluss auf die Schlafstruktur und u. U. auf die Schlafqualität genommen werden kann. Daher sollte die Wahl geeigneter Matratzen durchaus zu den allgemeinen Empfehlungen für eine gute Schlafhygiene gehören. Schließlich ist erwiesen, dass Schmerzen, vor allem des Bewegungsapparats, durchaus durch eine gute Wahl des Bettsystems gelindert werden können [8]. Dazu gehört auch die Empfehlung, dass mit zunehmendem Lebensalter auf weicheren Matratzen (geringerer Matratzenhärtegrad) geschlafen werden sollte.

Das von uns untersuchte ZMS geht auf diese Anforderungen insofern ein, als es durch Verwendung von zwei baulich getrennten Matratzen, einer relativ festen Untermatratze und einer flexiblen Obermatratze, verschiedene starke Abfederungen ermöglicht und somit einen Benefit insbesondere für die Wirbelsäule und die Muskulatur erwarten lässt. Die reduzierte Anzahl der nächtlichen Beinbewegungen (LM‑I, PLM-I) beim Schlaf auf der ZMS könnte ein Hinweis für so eine Wirkung sein, eine abschließende Beurteilung kann aber nicht erfolgen. Einen klinisch-statistischen Nachweis für die Überlegenheit einer neu entwickelten Matratze zu erbringen ist jedoch eine Herausforderung, da die heute genutzten „Standard“-Matratzen offensichtlich schon eine gute Qualität haben – wir nutzten eine Kaltschaummatratze, Härtegrad H2. Dieser wird typischerweise bis zu einem Körpergewicht von 80 kg empfohlen. In unserer Probandenkohorte wiesen n = 8 ein Körpergewicht > 85 kg auf, was insofern limitierend gewertet werden kann, jedoch der Tatsache geschuldet war, eine Standardklinikmatratze als Referenz zu verwenden. Darüber hinaus war das Alter der Teilnehmenden in unserer Studie – mit im Mittel 44 Jahren – noch relativ jung, sodass generell (noch) eine gute Schlafqualität erwartet werden kann, da der Schlaf erst mit zunehmenden Alter schlechter und sensibler wird [16].

Unberücksichtigt bleiben des Weiteren häufig, wie auch in unserer Studie, die individuellen Präferenzen der Teilnehmenden. So wie unterschiedliche Entspannungstechniken zur Behandlung einer insomnischen Symptomatik individuell stärker oder schwächer bezüglich einer Besserung der Schlafqualität wirken können, so unterschiedlich können auch die verschiedenen Matratzen‑/Bettsysteme wirksam sein. Wissenschaftlich nachgewiesene Prädiktoren gibt es nicht, ähnlich der fehlenden Empfehlung, für welche Personengruppen welche gezielte Entspannungstechnik besser geeignet ist. Es wird künftigen Studien vorbehalten sein, an größeren Populationen – die aktuelle Untersuchung ist nur eine Pilotstudie mit begrenzter Anzahl an Teilnehmenden – die Wirkung verschiedener Matratzen‑/Bettsysteme auf den Schlaf zu untersuchen und dabei ein breiteres Altersintervall zu berücksichtigen. Eingeschlossen werden sollten auch Personen mit Schlafproblemen, da die Empfehlung, aktiv etwas für einen besseren Schlaf zu tun, sich im Wesentlichen an sensible bzw. schlecht Schlafende richtet.

Zur Diskussion stehen auch ein etwaiger First-Night-Effekt sowie ein Placebo-Effekt auf die Studienergebnisse. Ersterer kann auch bei Schlafgesunden auftreten [17]. Wir haben dies in der Studienplanung dementsprechend durch die Randomisierung der Behandlungsreihenfolge berücksichtigt, was post-hoc statistisch auch bestätigt werden konnte. Darüber hinaus scheint der First-Night-Effekt bei Schlafgesunden im Vergleich zu InsomniepatientInnen geringer ausgeprägt zu sein [18].

Der Placebo-Effekt ist in der Schlafmedizin und Schlafforschung generell möglich, wurde aber in unserer Studie durch die Doppelverblindung minimiert.

Wir haben ein neues Zweimatratzensystem untersucht, welches im Vergleich auf zu einer Standardmatratze den REM-Schlafanteil erhöht und den LM-Index erniedrigt hat. Diese Ergebnisse gelten für die untersuchten Studienteilnehmenden, beruhen auf einem Kurzzeit-Test für jeweils eine Nacht und der Untersuchung im Rahmen einer Pilotstudie. Unter Berücksichtigung der wenigen anderen Studien zu Matratzen- und Bettsystemen kann geschlussfolgert werden, dass der Wechsel auf ein ergonomisches System einen positiven Einfluss auf die Schlafstruktur zur Folge haben kann. Ob damit auch Langzeiteffekte erzielt werden, sollte Gegenstand von zukünftigen Follow-up-Untersuchungen sein.