Wider den Jetlag

© MPI für biophysikalische Chemie / Merve Evren
Text von: redaktion

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen haben erstmals systematisch untersucht, wie sich einzelne “Uhren“-Gene und innere Uhren der Organe bei Jetlag wieder mit der neuen Zeit synchronisieren.

Die Probleme, die bei Jetlag auftreten, sind ein anschauliches Beispiel dafür, wie äußere Einflüsse das innere Uhrwerk stören können.

Ein ganzes Netz molekularer Uhren in den verschiedenen Organen koordiniert die physiologischen Vorgänge des Körpers wie Herzschlag, Temperatur, Schlafbedürfnis oder Hormonhaushalt bis hin zu unserem Verhalten.

Alle diese Uhren stehen unter der Kontrolle eines zentralen Taktgebers im hypothalamischen Nukleus Suprachiasmatikus (SCN), der alle anderen „peripheren“ Uhren mit der Außenwelt synchronisiert. Auf molekularer Ebene basieren alle Uhren auf einer Handvoll von „Uhren“-Genen und Proteinen.

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie haben jetzt erstmals systematisch untersucht, wie sich einzelne „Uhren“-Gene und innere Uhren der Organe bei Jetlag wieder mit der neuen Zeit synchronisieren. Die Ergebnisse haben die Forscher überrascht.

„Die inneren Uhren und die „Uhren“-Gene der Organe passen sich unterschiedlich schnell an die veränderten äußeren Einflüsse an“, sagt Gregor Eichele, Leiter der Abteilung Gene und Verhalten. „Das gesamte Räderwerk scheint bei Jetlag aus dem Rhythmus zu geraten. Als Folge sind zahlreiche physiologischen Vorgänge nicht mehr koordiniert.“

Wie die Göttinger Forscher herausfanden, spielt die Uhr der Nebenniere bei der Anpassung an einen neuen Tag-/Nachtrhythmus eine Schlüsselrolle. Schalteten die Wissenschaftler bei Mäusen die Nebennieren-Uhr ab, passten sich die Nager in ihrem Verhalten schneller an die neue Zeit an.

Eine funktionierende Nebennieren-Uhr hält den Organismus somit zeitlich stabil und bremst eine zu schnelle Anpassung des zentralen Taktgebers im SCN. Sporadische Lichtveränderungen bringen nicht gleich das ganze Uhrwerk aus dem Gleichgewicht. Bei Jetlag wird jedoch genau dies zum Problem.

„Für eine schnellere Anpassung unserer Nager bei Jetlag war vor allem die tageszeitabhängige Ausschüttung des Kortikosterons entscheidend“, erklärt Eichele. Gaben die Wissenschaftler Mäusen den Wirkstoff Metyrapon, verschob sich ihr Kortikosteron-Rhythmus – und darüber ihr Schlaf-/Wachrhythmus.

„Erhielten Mäuse zum richtigen Zeitpunkt vor dem Jetlag Metyrapon, passten sich die Nager schneller an einen verschobenen Tag-/Nachtrhythmus an. Während das häufig verwendete „Schlafhormon“ Melatonin primär müde macht und daher besser bei Ost- als bei Westflügen geeignet ist, lässt sich mit Metyrapon die innere Uhr von Mäusen sowohl vor- als auch zurückdrehen“, erklärt die Nachwuchswissenschaftlerin Silke Kießling.

Die Erkenntnisse könnten einen ganz neuen Weg eröffnen, um zukünftig Jetlag zu therapieren.

Metyrapon ist als Medikament bereits zugelassen, um eine Überproduktion von Gluko- und Mineralkortikoiden zu behandeln. Doch ob eine Einnahme von Metyrapon bei Jetlag sinnvoll ist und frei von Nebenwirkungen, müssen „Feldversuche“ und Tests im Schlaflabor erst zeigen.

„Unsere Ergebnisse aus dem Mausmodell sind nicht ohne Weiteres auf den Menschen übertragbar“, betont Forschungsgruppenleiter Henrik Oster. „Mit unseren Mausmutanten haben wir zwar ein hervorragendes System in der Hand, um nach chronobiologisch wirksamen Substanzen zu fahnden.

Doch ob diese beim Menschen genauso wirksam sind wie bei einem nachtaktiven Tier wie der Maus, müssen klinische Studien erst bestätigen.“