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Chronobiologie: Die Uhren in uns

Innere Taktgeber sorgen dafür, dass die Organe unseres Körpers zeitlich aufeinander abgestimmt funktionieren. Man findet sie im Gehirn, aber auch in der Leber, der Bauchspeicheldrüse oder dem Fettgewebe. Störungen in ihrer Synchronisation können zu schweren Krankheiten führen.
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Jeder, der schon einmal einen Interkontinentalflug nach Osten oder Westen absolviert hat, kennt das Gefühl, wenn die innere Uhr nicht mit der Zeitzone übereinstimmt, in der man sich befindet. Es kann bis zu einer Woche dauern, diesen Jetlag zu überwinden – abhängig davon, ob die Zentraluhr (Master-Clock) im Gehirn ihren Takt beschleunigen oder verlangsamen muss, um sich mit äu­ßeren Zeitgebern wie dem Sonnenstand zu synchronisieren. Diese Abstimmung ist unter anderem dafür wichtig, den Schlaf-wach-Rhythmus an den Tag-Nacht-Zyklus anzupassen.

In den zurückliegenden Jahren haben Wissenschaftler zur allgemeinen Überraschung festgestellt, dass unser Körper neben dem Haupttaktgeber im Gehirn auf zahlreiche weitere innere Zeitmesser zurückgreift. Diese finden sich in der Leber, der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) und in weiteren Or­ganen – sogar im Fettgewebe. Falls einer dieser peripheren Chronometer nicht mit der Zentraluhr synchron läuft, kann das Krankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes oder Depressionen hervorrufen.

Unsere Forschungsarbeiten drehen sich um sämtliche Aspekte dieser peripheren Körperuhren: wo es sie gibt, wie sie funktionieren und welche Erbanlagen ihre Aktivität steuern. 1984 entdeckten Wissenschaftler im Erbgut von Taufliegen das erste Gen, das am Mechanismus einer inneren Uhr beteiligt ist. Einer von uns (Turek) gehörte einer Arbeitsgruppe an, die 1997 ein weiteres "Uhren-Gen" beschrieb – das erste in Säugetieren entdeckte. Inzwischen sind dutzende weitere Erbanlagen bekannt, mit deren Hilfe der Körper seine internen Vorgänge zeitlich taktet. Sie tragen Namen wie Clock, Per (für period, Periode) und Tim (für timeless, zeitlos). ...

Oktober 2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Oktober 2015

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  • Quellen

Carlson, E. et al.: Tick Tock: New Clues about Biological Clocks and Health. In: Inside Life Science, 2012

Kc, R. et al.: Environmental Disruption of Circadian Rhythm Predisposes Mice to Osteoarthritis-Like Changes in Knee Joint. In: Journal of Cellular Physiology 230, S. 2174 – 2183, 2015

Summa K. C., Turek, F. W.: Chronobiology and Obesity: Interactions between Circadian Rhythms and Energy Regulation. In: Advances in Nutrition 5, S. 312 – 319, 2014

Voigt, R. M. et al.: Circadian Disorganization alters Intestinal Microbiota. In: PLoS One 9, 2014