Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leben nach dem Rhythmus der Sonne - Soziale Zeitgeber kaum wichtig für innere Uhr des Menschen

23.01.2007
Im Menschen und in fast allen anderen Organismen reguliert die so genannte innere Uhr Prozesse von der Genaktiviät bis zum Verhalten. Fast immer passt sich dieser biologische Rhythmus an den Tag-Nacht-Wechsel an, dem die 24 Stunden einer Erdumdrehung zugrunde liegen.

Äußere Signale - vor allem das Tageslicht - ermöglichen diesen aktiven Prozess der Synchronisation, das Entrainment. Es ist aber bekannt, dass auch soziale Signale eine Rolle spielen können. Soziale Zeiten und die durch das Tageslicht vorgegebenen Zeitgeber sind aber nicht immer deckungsgleich. Professor Till Roenneberg vom Zentrum für Chronobiologie der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München und zwei Kollegen konnten jetzt, wie in der Fachzeitschrift "Current Biology" berichtet, zeigen, dass das Tageslicht eine weit größere Rolle bei der Synchronisierung der inneren Uhr spielt als bisher angenommen und bei konkurrierenden Einflüssen eindeutig Vorrang hat: Die innere Uhr des Menschen orientiert sich an der Sonnenzeit - selbst wenn starke soziale Zeitgeber dazu im Gegensatz stehen.

Innerhalb einer Zeitzone leben die Menschen weitgehend nach sozialen Zeitvorgaben. Unser Tagesablauf von den Arbeitszeiten bis zu den Abendnachrichten im Fernsehen wird von der sozialen Zeit der jeweiligen Zeitzone bestimmt. Die Sonnenzeit dagegen verändert sich, denn Sonnenauf- und Sonnenuntergang bewegen sich innerhalb der Zeitzonen in einem Kontinuum von Ost nach West. Dadurch entstehen Diskrepanzen zu sozialen Zeiten, beispielsweise der tatsächlichen Mitte der Nacht und der "Mitternacht", wie sie die Uhr festlegt. "Unser Tagesablauf orientiert sich vor allem an der sozialen Uhr", berichtet Roenneberg. "Die Diskrepanzen zur Sonnenzeit scheinen keine Rolle zu spielen. Das aber wirft die Frage auf, ob die innere Uhr des Menschen eine große biologische Ausnahme ist. Die circadiane Uhr aller Tiere und Pflanzen wird vornehmlich von der Sonnenzeit eingestellt. Wenn Menschen tatsächlich nur durch soziale Zeiten synchronisiert werden, sollte es innerhalb einer Zeitzone zwischen Ost und West keine Unterschiede im Schlaf-Wach-Verhalten geben. Wenn Sonnenauf- und -untergang dennoch eine Rolle spielen, sollte man aber eine graduelle Veränderung oder zumindest gewisse Abweichungen beobachten können."

Die Forscher überprüften deshalb die entsprechenden Angaben im "Munich Chronotype Questionnaire (MCTQ)", einem von ihnen entworfenen Fragebogen. Darin wird unter anderem nach den Ruhezeiten sowie den aktiven Phasen der freiwilligen Teilnehmer gefragt, getrennt nach Arbeits- und freien Tagen. So konnten die Wissenschaftler bereits feststellen, wie sich die verschiedenen Chronotypen statistisch verteilen, wie häufig also die unterschiedlichen angeborenen Eigenschaften der inneren Uhr vorkommen, die die Menschen zu Frühaufstehern oder Morgenmuffeln machen. Mehr als 55.000 Personen haben den online-Fragebogen mittlerweile ausgefüllt. "Um die Frage nach dem Zeitgeber für die innere Uhr des Menschen zu beantworten, wollten wir mögliche kulturelle Unterschiede ausschließen und haben uns deshalb auf Teilnehmer aus Deutschland beschränkt", so Roenneberg. "Rund 21.600 Individuen hatten im Fragebogen eine korrekte deutsche Postleitzahl angegeben. Diese haben wir dann wiederum in Längengrad-Gruppen von West nach Ost eingeteilt."

Die Auswertung ergab, dass sich die innere Uhr des Menschen erstaunlich exakt nach der Sonnenzeit richtet. Nur in Großstädten mit mehr als 300.000 Einwohnern, also bei weniger als 20% der deutschen Bevölkerung, ist der Einfluss der Sonnenzeit schwächer. "Insgesamt können wir also sagen, dass die innere Uhr des Menschen vor allem durch die Sonnenzeit synchronisiert wird, sehr viel mehr jedenfalls als durch soziale Zeitvorgaben", berichtet Roenneberg. "Unterschiede zwischen West- und Ostdeutschland als politische Regionen konnten wir nicht ausmachen, obwohl zumindest bis 1989 verschiedene kulturelle Einflüsse bestanden. Auch dieses Ergebnis also spricht gegen eine Rolle möglicher soziokultureller Zeitgeber bei dem allmählichen Wandel des Wach-Schlaf-Verhaltens von Ost nach West. Zusätzlich läuft das Entrainment durch die Sonnenzeit wohl unabhängig vom Breitengrad ab."

Zu klären bleibt aber die Frage, warum die Bewohner großer Städte im Schnitt einen späten Chronotyp - also späte Aktivität und morgendliche Müdigkeit - haben und eine geringere Kopplung an die Sonnenzeit zeigen. Möglicherweise ergibt sich dieser Zusammenhang, weil die Bewohner großer Städte weniger Zeit im Tageslicht verbringen, was den Einfluss dieses Zeitgebers schwächt. Ein möglicher Einfluss sozialer Zeitgeber könnte - bei schwachem Einfluss des Tageslichts - vor allem über das Verhalten erklärt werden, wenn wir uns etwa zu selbst gewählten Zeiten ins Dunkle zurückziehen oder während des Schlafs die Augen schließen, und so unsere innere Uhr mal mehr, mal weniger Licht aussetzen.

Der Einfluss von Licht und Dunkelheit auf die innere Uhr kann in keinem Fall durch rein soziale Zeitgeber ersetzt werden: So zeigt die Erfahrung mit Blinden, dass deren innere Uhr frei läuft, also innere Tage von meist mehr als 24 Stunden durchlebt, selbst wenn die Betroffenen geregelten Arbeits- und sozialen Zeiten nachgehen. Schichtarbeiter haben ähnliche Probleme, wenn sie nachts arbeiten, aber etwa auf dem Weg zur Arbeit oder nach Hause dem Tageslicht nicht entgehen können. Sie können sich selten an ihre nächtliche, Arbeitszeiten - ihren sozialen Zeitgeber - anpassen. Anders ist dies bei etwa bei Arbeitern auf Ölplattformen, die entweder nachts arbeiten oder in der verdunkelten Kabine schlafen und damit kein Tageslicht erleben. "Vor allem aber die allmähliche Entkopplung der inneren Uhr vom Tageslicht bei Stadtbewohnern zeigt die relative Stärke des sozialen Zeitgebers", so Roenneberg. "Er kann nur dominant werden, wenn wir kaum noch den natürlichen Zeitgeber erleben. In diesen Fällen ist der Gesamteinfluss des Zeitgebers schwach - das aber resultiert in späteren Chronotypen. Unsere Ergebnisse zeigen nicht zuletzt, dass unter anderem genauer untersucht werden müsste, wie sich die Umstellungen auf Sommer- und Winterzeit individuell auswirken können."

Publikation:
"The human circadian clock entrains to sun time", Till Roenneberg, C. Jairaj Kumar, and Martha Merrow, Journal of Current Biology, 23. Januar 2007
Ansprechpartner:
Professor Till Roenneberg
Zentrum für Chronobiologie,
Institut für Medizinische Psychologie der LMU
Tel.: 089-218075-239
Fax: 089-218075-615
E-Mail: Roenneberg@lmu.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.imp-muenchen.de/?chronobiology
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Berichte zu: Chronotyp Sonnenzeit Tageslicht Zeitgeber

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einblick in die dunkle Materie des Genoms
20.11.2019 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

nachricht Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»
19.11.2019 | Universität Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleine Teilchen, große Wirkung: Wie Nanoteilchen aus Graphen die Auflösung von Mikroskopen verbessern

Konventionelle Lichtmikroskope können Strukturen nicht mehr abbilden, wenn diese einen Abstand haben, der kleiner als etwa die Lichtwellenlänge ist. Mit „Super-resolution Microscopy“, entwickelt seit den 80er Jahren, kann man diese Einschränkung jedoch umgehen, indem fluoreszierende Materialien eingesetzt werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Polymerforschung haben nun entdeckt, dass aus Graphen bestehende Nano-Moleküle genutzt werden können, um diese Mikroskopie-Technik zu verbessern. Diese Nano-Moleküle bieten eine Reihe essentieller Vorteile gegenüber den bisher verwendeten Materialien, die die Mikroskopie-Technik noch vielfältiger einsetzbar machen.

Mikroskopie ist eine wichtige Untersuchungsmethode in der Physik, Biologie, Medizin und vielen anderen Wissenschaften. Sie hat jedoch einen Nachteil: Ihre...

Im Focus: Small particles, big effects: How graphene nanoparticles improve the resolution of microscopes

Conventional light microscopes cannot distinguish structures when they are separated by a distance smaller than, roughly, the wavelength of light. Superresolution microscopy, developed since the 1980s, lifts this limitation, using fluorescent moieties. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research have now discovered that graphene nano-molecules can be used to improve this microscopy technique. These graphene nano-molecules offer a number of substantial advantages over the materials previously used, making superresolution microscopy even more versatile.

Microscopy is an important investigation method, in physics, biology, medicine, and many other sciences. However, it has one disadvantage: its resolution is...

Im Focus: Mit künstlicher Intelligenz zum besseren Holzprodukt

Der Empa-Wissenschaftler Mark Schubert und sein Team nutzen die vielfältigen Möglichkeiten des maschinellen Lernens für holztechnische Anwendungen. Zusammen mit Swiss Wood Solutions entwickelt Schubert eine digitale Holzauswahl- und Verarbeitungsstrategie unter Verwendung künstlicher Intelligenz.

Holz ist ein Naturprodukt und ein Leichtbauwerkstoff mit exzellenten physikalischen Eigenschaften und daher ein ausgezeichnetes Konstruktionsmaterial – etwa...

Im Focus: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kleine Teilchen, große Wirkung: Wie Nanoteilchen aus Graphen die Auflösung von Mikroskopen verbessern

20.11.2019 | Materialwissenschaften

Eisberge als Nährstoffquelle - Führt der Klimawandel zu mehr Eisendüngung im Ozean?

20.11.2019 | Geowissenschaften

Gehen verändert das Sehen

20.11.2019 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics