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Acht-Stunden-Rhythmus ist biologisch gesteuert

27.04.2009
Innere Uhr aktiviert bestimmte Gene alle 24, zwölf oder acht Stunden

Ein Teil der Gene im menschlichen Körper folgen Rhythmen, die kürzer als der Tagesrhythmus von 24 Stunden sind. Das berichten Forscher der University of Pennsylvania School of Medicine und des Salk Institute for Biological Studies im Fachjournal PLoS Genetics. Sie entdeckten Gene, die alle zwölf und acht Stunden von der inneren Uhr umgeschaltet werden.

"Da Acht-Stunden-Rhythmen nun erstmals erkennbar sind, ist es durchaus vorstellbar, dass sie auch eine biologische Grundlage besitzen", erklärt der Studienleiter und Pharmakologe John Hogenesch. Das Forschungsergebnis könne laut den Autoren zu einem besseren Verständnis von Tagesrhythmus-Störungen führen.

Zum Nachweis dieser Rhythmen isolierten die Forscher DNA aus der Leber von Mäusen und beobachteten diese zwei Tage lang durch die Methode der Microarray-Analytik. Sie fanden dabei 3.000 Gene, die einer 24-Stunden-Rhythmik unterliegen, was einem Anteil von vier Prozent aller Gene in der Leber entspricht und zehnmal häufiger ist, als die Forscher ursprünglich angenommen hatten. Eine größere Überraschung brachte jedoch die Erkenntnis, dass 260 Gene einem Zwölf-Stunden-Rhythmus unterlagen, 63 einem Acht-Stunden-Rhythmus. Diese Verschiebung im Genausdruck könne einem Tier helfen, sich auf Veränderungen der Lichtverhältnisse einzustellen.

"Dass es in der Genexpression kleinere Rhythmen als die 24-Stunden-Dauer gibt, ist neu. Besonders die acht Stunden überraschen", bestätigt der Chronobiologe Christian Cajochen von der Universität Basel http://www.upkbs.ch im pressetext-Interview. Bei anderen Zyklen wie etwa der Körpertemperatur oder bei Müdigkeits- und Leistungskurven sei eine Zwölf-Stunden-Rhythmik durchaus zu beobachten. Die vorgefundenen Acht-Stunden-Rhythmen der Genexpression sieht Cajochen jedoch nicht als Hinweis für eine biologische Festlegung des Arbeitstages. "Viel bedeutender sind für Arbeitsrhythmen die Wechsel zwischen hell und dunkel oder die Müdigkeitszyklen. Auf diese geht zurück, dass wir morgens um sechs Uhr und am frühen Nachmittag in der Regel am wenigsten leistungsfähig sind."

Unter den menschlichen Organen ist die Leber in besonderer Weise auf Rhythmen angewiesen, da sie wichtige Stoffwechsel-Prozesse wie etwa die Verarbeitung von Nahrung steuert. "Daher muss die Leber wissen, wann Nacht ist, was über ein Signal aus der inneren Uhr des Gehirns erfolgt, die wiederum auf dem Wechsel zwischen Hell und Dunkel beruht. Stimmt die Rhythmik der Leber nicht mit der des Gehirns überein wie etwa beim Jetlag, löst sie zu unpassenden Zeiten Hungergefühle aus." Andere Organe mit wichtigen zirkulären Rhythmen seien das Herz und die Lunge, so der Basler Biologe.

Johannes Pernsteiner | pressetext.schweiz
Weitere Informationen:
http://www.med.upenn.edu
http://www.salk.edu

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