Körperrhythmen: Wie funktioniert die zirkadiane Uhr?

Endlich ist ihre Zeit gekommen: Jeffrey C. Hall und Michael Rosbash erhalten für ihre Beiträge zur inneren Uhr den Nobelpreis für Physiologie. Vor mehr als 30 Jahren haben sie an der Taufliege das Zeitgen PER nachgewiesen, das als genetische Grundlage der inneren Uhr bekannt ist. Dem Schlaf- und Essverhalten geben Zeitgene genauso periodische Rhythmen wie dem Hormon- und Blutsystem, wodurch sie an der Steuerung der Leistungsfähigkeit beteiligt sind. Nehmen Sie sich aus aktuellem Anlass Zeit für einen Blick auf die zirkadiane Uhr und lassen Sie sich die Gesundheitsprobleme zeigen, die sich in modernen Zeiten aus den Zeitgenen ableiten.

Zeitgeber im Zellgewand

Nach manchen Körperfunktionen können Sie die Uhr stellen: vom Toilettenbesuch am Morgen und dem Hungergefühl am Mittag bis hin zum Schlafbedürfnis zur Nachtzeit. Dass Ihr Körper die Tageszeit manchmal ebenso gut angibt wie Schweizer Uhrenwerke, liegt an der tageszeitlichen Rhythmik Ihrer biologischen Funktionen: dem zirkadianen Rhythmus mit einer Periodenlänge zwischen 22 und 25 Stunden.

Die Grundzüge dessen liegen in Ihren Genen, wo sie unabhängig von äußeren Faktoren neben dem Hormonspiegel und dem Schlafrhythmus die Körpertemperatur, den Stoffwechsel und das Sexualverhalten steuern. Bis zu 20 Prozent aller Gene zeigen rhythmische Aktivität und helfen dem Organismus so bei der Einstellung auf immer wiederkehrende Phänomene.

Synchronisation mit der Zeit vor den Augen

Obgleich periodische Körperrhythmen aufgrund innerer Steuerfaktoren auch ohne äußere Zeitgeber bestehen, korrigiert sich Ihr Körperrhythmus über Außeneinflüsse wie die Lichtverhältnisse selbst und behält dadurch einen 24-Stunden-Takt bei. Diese Anpassung an die Tag-Nacht-Rhythmik bezeichnen Chronobiologen als Synchronisation. Photorezeptoren auf der Netzhaut nehmen dabei Lichtverhältnisse wahr und leiten sie an den Hypothalamus, dessen Nucleus suprachiasmaticus Ihre zirkadianen Körperfunktionen koordiniert.

Aus evolutionsbiologischer Sicht ist die Synchronisation für das Artüberleben relevant, weil sich der Planet in 24-Stunden-Rhythmen bewegt. Innerhalb dieser Periodenlänge dreht sich die Erde einmal um sich selbst, woraus sich wegen wechselnder Nähe zur Sonne lokalisationsbedingte Hell- und Dunkelzeiten ergeben. Schon der Steinzeitmensch profitierte von der tageszeitlichen Rhythmik seiner Körperfunktionen, indem er weit vor der Erfindung der Zeitmessung ein tageszeitkoordiniertes Leben führte.

Aus dem Rhythmus: Leben entgegen der inneren Uhr

Anders als der Mensch in der heutigen 7-Tage-24-Stunden-Gesellschaft reiste der Steinzeitmensch nicht durch die Zeitzonen, stellte soziale Verpflichtungen nicht vor seine zirkadianen Körperbedürfnisse und konsumierte zur Überwindung tageszeitabhängiger Leistungslöcher keine Wachmacher. Vor diesem Hintergrund verweisen Chronobiologen unter der Bezugnahme auf Studien darauf, dass viele Zeitgesundheitsprobleme mit dem Leben entgegen der inneren Uhr korrelieren. Neben neuen Außenzeitgebern wie Weckern tragen Langstreckenflüge, Schichtarbeit, lange Aufenthalte in Innenräumen und künstliche Lichtreize zur Verwirrung der inneren Uhr bei.

Dadurch steigt das Risiko für Schlaf-Wach-Rhythmusstörungen, die mit zahlreichen Folgeerkrankungen korrelieren. Aktuelle Studien der Genfer Universität sind nicht die ersten Forschungen, die Diabetes mit einer aus dem Gleichgewicht geratenen inneren Uhr in Zusammenhang bringen. Auch Korrelationen hinsichtlich des metabolischen Syndroms sind dokumentiert und für Erschöpfungszustände wie Fatigue sprechen Chronobiologen von einem Dauer-Jet-Lag, wie ihn das Leben entgegen der inneren Uhr begünstigt.

Krankheitstherapie in zirkadianer Rhythmik

Die Wiedereichung der Körperfunktionen auf zirkadiane Rhythmen könnte Chronobiologen zufolge einen vielversprechenden Weg für die Krankheitstherapie der Zukunft bedeuten. So wie Lebensstilveränderungen schon heute ein Behandlungsbestandteil bei vielen Krankheiten sind, ist die Wiederannäherung an einen natürlicheren Lebensstil laut Forschern der Schlüssel zur Heilung zahlreicher Volkskrankheiten. Während sich künstliche Lichtquellen zur Unterstützung der zirkadianen Rhythmik wahrscheinlich nicht aus dem Alltag verbannen lassen, eröffnen sich im Hinblick auf Ernährungs- und Schlafgewohnheiten Möglichkeiten zur Rückkehr in vorgesehene Rhythmen.

Indem Sie beispielsweise früher essen, mehr Zeit im natürlichen Tageslicht verbringen und künstliche Wachmacher wie Kaffee oder Zucker meiden, unterstützen Sie Ihre innere Uhr genauso bei der Synchronisation wie durch die Verwendung von Tageslichtweckern oder den Verzicht auf Nachtarbeit. Zwar stecken Krankheitstherapien unter der Berücksichtigung biologischer Rhythmen noch in den Kinderschuhen, aber eine Überlegung wert sind sie bei der Lösung gesundheitlicher Zeitprobleme trotzdem.

Zurück