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Biologische Uhr

Grundlagen

Zahlreiche Funktionen unseres Körpers unterliegen im Verlauf eines 24-Stunden-Tages rhythmischen Schwankungen:
Augenfällig ist der Wechsel zwischen Wachsein und Schlafen, aber auch Blutdruck, Herzfrequenz und Temperatur verändern sich im Laufe des Tages - sie fallen während der Nacht auf ihre niedrigsten Werte und steigen gegen Morgen wieder an. Außer den Enzymen für die Verwertung unserer Nahrung, ist auch unser Schmerzempfinden zu den unterschiedlichen Tageszeiten verschieden. Selbst die Zellteilung in gesundem Gewebe unterliegt einem Rhythmus.

SCNDas Auf und Ab dieser Prozesse wird von der biologischen Uhr - dem circadianen System - erzeugt und koordiniert.

Unsere Kenntnisse über den Aufbau und die Funktionen dieser Uhr wurden in den letzten Jahren ständig erweitert. So konnte der Taktgeber der biologischen Uhr - die Hauptuhr - im Gehirn, im suprachiasmatischen Kern (SCN) lokalisiert werden.

Hier wird durch ein Ensemble von Uhrengenen, die sich gegenseitig an- und abschalten, ein körpereigener, circadianer Rhythmus mit einer Periodenlänge von ungefähr 24 Stunden erzeugt. Diese "Innenzeit" läuft isoliert von der "Außenzeit", unserem 24-stündigen Tag-Nacht-Rhythmus.

Der genetisch festgelegte circadiane Rhythmus wird täglich durch  Umweltreize, sogenannte Zeitgeber, mit dem 24-stündigen Tag-Nacht-Rhythmus synchronisiert. Der wichtigste Zeitgeber ist der tägliche  Wechsel von Hell-Dunkel, der von hochspezialisierten Lichtsinneszellen im Auge, den circadianen Photorezeptoren, wahrgenommen und über den retinohypothalamischen Trakt an den SCN übertragen wird. Von dort werden die Signale über Hormone (Cortisol, Melatonin) oder das vegetative Nervensystem an die Organe des Körpers vermittelt.



Die Zellen in den Körperorganen enthalten ebenfalls ein molekulares Uhrwerk - sie sind die Nebenuhren, die durch die Signale der Hauptuhr gestellt werden. Sie sorgen dafür, dass die Funktionen der Organe zur rechten Zeit an- oder abgeschaltet werden.

Ziel des SCI ist es, auf der Grundlage dieser Erkenntnisse eine wissenschaftlich fundierte, Patienten orientierte „Chronomedizin“ zu entwickeln.