Wissen
29.10.2017

Wenn die innere Uhr aus dem Rhythmus kommt

Jede Zelle im Körper birgt ein inneres Uhrwerk. Und das ist für die Gesundheit von großer Bedeutung.

Hell. Dunkel. Hell. Dunkel. Der Wechsel von Tag und Nacht ist seit Millionen von Jahren eine Konstante, auf die jeder Erdbewohner – von der Pflanze bis zum Menschen – eingestellt ist. Diese circadianen Rhythmen folgen einer inneren Uhr in den Zellen. Seit vielen Jahren versucht man diesen faszinierenden Taktgeber zu entschlüsseln. Erst vor Kurzem bekamen die drei US-Wissenschaftler Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Young für die Erforschung der inneren Uhr den Nobelpreis für Physiologie und Medizin.

Aber was bedeutet die Existenz eines solchen inneren Taktgebers ganz praktisch für den Alltag? Heute weiß man, dass die innere Uhr von großer gesundheitlicher Bedeutung ist, jeder Mensch ist ein rhythmisches Wesen. "Wenn die inneren Schwingungen außer Takt geraten, hat dies grobe Folgen für die Gesundheit und das Wohlbefinden", sagt Ao. Univ.-Prof. Maximilian Moser von der MedUni Graz, Leiter des Human Research Instituts in Weiz.

Eine Reihe von Gedächtnisstörungen sowie neurologische und psychische Erkrankungen von Depressionen bis hin zu bipolaren Störungen werden mit falsch regulierten inneren Uhren in Verbindung gebracht. Auch viele Krankheiten wie Krebs oder Herzinfarkt können durch chronische Störungen der biologischen Rhythmen auftreten: "Man weiß etwa, dass bei dauerndem Jetlag oder Schichtarbeit die Raten für Brustkrebs oder Prostatakrebs um teilweise bis zu 50 Prozent ansteigen können", sagt Moser. Viele solcher Negativ-Effekte beruhen auf falschem oder schlechtem Schlaf.

Moser erklärt, wovon das innere Werkel beeinflusst wird: "Sogenannte Zeitgeber stellen die innere Uhr immer wieder neu. Die wichtigsten sind Licht und Nahrung. Dazu gehören aber auch das soziale Umfeld, das ganze Rundherum." So sei mittlerweile bekannt, dass Frühgeborene wesentlich besser wachsen, Nahrung aufnehmen und es zu weniger Komplikationen kommt, wenn sie in einem klaren 24-Stunden-Rhythmus aufwachsen können – also mit Licht am Tag und Dunkelheit in der Nacht.

Doch gerade, was das Licht angeht, tut sich der Mensch aktuell wenig Gutes. Das problematische Blaulicht ist omnipräsent – von der Energiesparlampe bis hin zum Tablet, Smartphone oder LED-TV-Schirm. "Dieses Licht hat im Schlafzimmer nichts zu suchen, man sollte es vor dem Einschlafen meiden oder aber einen Gelbfilter installieren", rät Moser. Der Forscher ist auch kein Freund der Umstellung auf Sommerzeit: "Ich glaube, es gibt keinen Chronobiologen, der dafür ist. Weil mittlerweile bekannt ist, dass die Umstellung die Rhythmen stört. Nicht so stark wie bei einem Interkontinentalflug, aber doch genügend stark, um die Unfallrate und die Krankheitsfälle zu erhöhen, für die Zeit der Umstellung."

Was dem Chronobiologen weiters missfällt, ist der frühe Schulstart um acht Uhr morgens. Große Projekte und Studien mit Schulen in Österreich, aber auch in den USA, hätten gezeigt, dass die Kinder dadurch zu wenig Schlaf bekämen: "Gerade in dieser empfindlichen Zeit, wo sich das Nervensystem entwickelt und möglichst geschont werden sollte, ist das eine Belastung für Körper und Gehirn." Schulkinder, die etwas später mit dem Unterricht beginnen, seien ausgeglichener.

Rhythmisch "richtig"

Ein rhythmisch gutes Leben beginnt also schon in jungen Jahren. Aber was kann jeder Einzelne sonst tun, um den Organismus in positive Schwingung zu versetzen? Das Zauberwort heißt, wie so oft: Lebensstil. Und das bedeutet etwa, dem Organismus ein Frühstück zu gönnen, das dem Morgentakt entgegenkommt. "Vereinheitlichen soll man das natürlich nicht, weil es ja unterschiedliche Menschen gibt, aber sicher ist es günstig, morgens etwas Anregendes zu tun." Eiweiß, in Form von Ei, zum Beispiel, hat eine dynamische Wirkung und kurbelt den Stoffwechsel an. Danach sollte man sich bewegen. Untertags ist auf Pausen zu achten, weil der "Mensch für intermittierenden Betrieb gedacht ist."

Laut Moser würden regelmäßige Auszeiten von zirka 15 Minuten mehr bringen als ein Non-Stop-Tag. "Es lohnt, das ist das Faszinierende. Wer pausiert, kann mehr verarbeiten. Das hängt damit zusammen, dass die Pause eine Neufokussierung ermöglicht, wodurch es leichter fällt, sich zu konzentrieren."

Viele Chronobiologen winken daher ab, wenn es um den 12-Stunden-Tag geht. "Der Mensch ist nicht dafür gebaut, mehr als acht Stunden zu arbeiten", sagt Moser. Das hätten große Studien eindrucksvoll gezeigt.

... die inneren Uhren des Tagesablaufs – die circadianen Uhren – durch einen Kern im Inneren des menschlichen Gehirns koordiniert werden? Dieser oberste Taktgeber befindet sich direkt über der Kreuzung der optischen Nervenbahnen hinter der Nase und wird Nucleus suprachiasmaticus genannt. Darin sind insgesamt 50.000 Nervenzellen miteinander verknüpft, die wiederum mit Neuronen anderer Hirnregionen verschaltet sind. Dieses "Zentrum" hat eine direkte Beziehung zum Licht und gilt als zentraler Zeitgeber des Organismus.

...der Begriff "Zeitgeber" vom deutschen Chronobiologen Jürgen Aschoff stammt? Er hat in den 1950er- und 60er-Jahren Bunkerversuche mit Studenten durchgeführt, ohne Uhr und soziale Kontakte nach außen. Es zeigte sich, dass es bei Fehlen des Tageslichts als Zeitgeber zu einer Abweichung der 24-Stunden-Rhythmik kommt. Außerdem konnte mit den Versuchen nachgewiesen werden, dass die Abtrennung innerer Rhythmen von den äußeren zu psychischen Problemen führen kann.

... viele Körperfunktionen dem circadianen Rhythmus strikt folgen? So kann etwa der Ruhepuls je nach Tageszeit variieren, auch der Blutdruck schwankt im 24-Stunden-Lauf (besonders niedrig ist er zwischen 2 und 4 Uhr Früh, besonders hoch um die Mittagszeit). Die körperliche Koordinationsfähigkeit oder die Reaktionszeit erreicht nachmittags Top-Quoten. Hautzellen teilen sich am schnellsten mitternachts.

... laut einer im Fachjournal Lancet veröffentlichten Studie bei komplexen Herzoperationen weniger Komplikationen auftreten, wenn diese am Nachmittag durchgeführt werden? Das hat nichts mit den Chirurgen zu tun, sondern mit inneren Rhythmen, wonach das Herz am Nachmittag widerstandsfähiger sein soll.

... es auch einen Wochenrhythmus gibt, den sogenannten zirkaseptanen Rhythmus? Er kommt besonders im Rahmen von Heilungs- und Regenerationsprozessen zum Tragen. Scharlachfieber klingt etwa in einem siebentägigen Rhythmus ab, auch der Heilungsverlauf bei Zahnextraktionen folgt diesem Takt. Und bei Organtransplantationen hat man herausgefunden, dass der siebente, 14. und der 21. Tag besonders heikel in Bezug auf Abstoßungsreaktionen sind.

... die Blumenuhr von Carl von Linne den Tagesablauf widerspiegelt? Die Pflanzen werden so arrangiert, dass alle zwei Stunden eine Pflanzenart aufblüht und gleichzeitig eine andere ihre Blüten schließt. So blüht die Ringelblume zwischen 7 und 14 Uhr auf oder die Margerite um 9 Uhr. Und die Nachtkerze – nomen est omen – blüht von 20 bis 6 Uhr morgens.

... sogar Bäume zu schlafen scheinen? Das hat ein Forscherteam aus Österreich und Ungarn herausgefunden. Dabei zeigte sich, dass ein Baum über Nacht zusammensinkt, mit Auswirkung auf Blätter und Äste.

... im Schlaf das limbische System, zuständig für Gefühle, intensiv arbeitet? Speziell die Amygdala (Mandelkern), sie spielt in der Erinnerung von Angst und Wut eine große Rolle. Der präfrontale Cortex hingegen übt sich nachts in dezenter Zurückhaltung – als Instanz für Logik, Aufmerksamkeit, Gefühlskontrolle hat er im Schlaf Sendepause. Das ist einer der Hauptgründe dafür, weshalb Träume oft so wirr und unlogisch wirken.