Chronobiologie - die Uhr des Körpers

Die Wissenschaft, die sich mit den Rhythmen lebender Systeme befasst, heißt Chronobiologie. Chronos kommt aus dem Griechischen und bedeutet "Zeit". Nicht nur Mensch und Tier, sondern auch Insekten, Pflanzen und Einzeller sind rhythmisch aktiv.

Bestimmt kennst auch du Leute, die morgens unausstehlich sind, während andere den Tag fröhlich pfeifend beginnen. Wissenschaftler bezeichnen Frühaufsteher als Lerchen, wer dagegen spät ins Bett geht und auch erst spät wieder aufsteht, gilt den Forschern als Eule. Welcher Vogel bist du?

Eule oder Lerche? Das Alter machts...

 

Ob man Eule oder Lerche ist, ist zum einen genetisch festgelegt. Aber aktuelle Forschungen haben gezeigt, dass sich auch mit zunehmendem Alter der Zeitpunkt des Aufstehens verschiebt. So steht man als Kind gerne früh auf, während man zur Pubertät hin immer später ins Bett geht und auch länger schläft. Ab einem Alter von etwa 20 Jahren kehrt sich der Prozess wieder um, und man beginnt, wieder früher wach zu werden. Im hohen Alter, also ab etwa 70 Jahren, braucht man nur noch relativ wenig Schlaf, geht früh ins Bett und steht auch früh wieder auf.

Aufgrund dieser neuen Erkenntnisse fordern Wissenschaftler jetzt, über einen späteren Schulbeginn für ältere Schüler nachzudenken. Denn aus biologischen Gründen schlafen sie länger und sind erst etwas später am Tag leistungsfähig.

Im Takt der Sonne

Der offensichtlichste äußere Rhythmus, dem sich Menschen, Tiere, Pflanzen und sogar Einzeller unterordnen, ist der Tag/Nacht-Rhythmus. Weil dieser Rhythmus im Tages-Takt läuft, nennt man ihn auch "circadian" (lat. circa=ungefähr; lat. dies=Tag). So folgen die Blattbewegungen von Pflanzen einem 24-stündigem Rhythmus.

Zeichnung: Zoph/Wikipedia; An der Kurve erkennt man, dass sich auch ohne Licht (dunkler Abschnitt) die Blattstellung verändert.

Aber man hat festgestellt, dass es nicht das Licht allein ist, nach dem sich die Blätter ausrichten, denn auch ohne Licht verändert sich die Blattstellung rhythmisch. Wo genau die "Uhr" der Pflanze sitzt, weiß man aber noch nicht.

Bei Menschen und Tieren weiß man, das bestimmte Regionen im Gehirn den Lebens-Takt vorgeben. Über Licht-Rezeptoren im Gehirn wird die innere Uhr immer mit der äußeren in Übereinstimmung gebracht, synchronisiert. Fehlt das Licht, dann lebt man ganz seinem inneren Rhythmus entsprechend. In Experimenten hat man festgestellt, dass Menschen, die keinen Kontakt zur Außenwelt hatten (Kein Sonnenlicht/Uhrzeit), einen Tagesrhythmus von 25 Stunden entwickelten. Normalerweise eicht das Sonnenlicht die innere Uhr jeden Tag aufs neue.

Die Blumenuhr nach Carl von Linne: Auch Pflanzen sind zu bestimmten Zeiten aktiv und zu anderen nicht. An der Blütenöffnung kann man sogar die Tageszeit bestimmen.

Dazu genügt schon sehr wenig natürliches Licht, sogar ein Winterspaziergang bei bewölktem Himmel hilft dem Körper, sich richtig einzustellen. Erhält man zu wenig natürliches Licht, dann kann das zu Schlaf- und Essstörungen, Antriebslosigkeit bis hin zu Depressionen führen. Auch Schichtarbeit, bei der man ständig zu verschiedenen Zeiten aufstehen muss, und oft auch gegen seine innere Uhr ankämpft, kann längerfristig zu gesundheitlichen Schäden führen.

Der Rhythmus, bei dem man mit muss...

Es gibt auch noch andere biologische Rhythmen als den circadianen Tagesrhythmus. So etwa den infradianen (lat. Infra=unter; dies=Tag) Rhythmus, der länger als der Tagesrhythmus ist. Dazu gehört beispielsweise der jährliche Vogelzug, aber auch der Fortpflanzungsrhythmus des Palolo-Wurms, der sich, ebenso wie die weibliche Menstruation (Monatsblutung) am Mond-Zyklus anlehnt. Schließlich gibt es noch ultradiane (lat. ultra=über; dies=Tag) Rhythmen, die kürzer als ein Tag sind. Herzschlag, Atmung und Verdauung des Menschen werden von kurzfristigen Rhythmen beherrscht.

Sogar Medikamente wirken zu bestimmten Uhrzeiten am besten. Das nutzt man bei der Krebstherapie. Denn die dort verwendeten Medikamente sind sehr aggressiv und belasten den Körper. Verabreicht man die Medikamente zu bestimmten Uhrzeiten, dann braucht man viel weniger, um einen Effekt zu erzielen als zu anderen Uhrzeiten.

Übrigens:

Chronobiologie hat nichts mit dem so genannten Biorhythmus zu tun! Die Existenz von Biorhythmen ist eine wissenschaftlich nicht gesicherte Behauptung über die schwankende Leistungsfähigkeit von Körper, Geist und Seele.

Text: -jj- 12.1.05/ Blumenuhr mit freundlicher Genehmigung von Informationsdienst Wissenschaft; Illustrationen: Was ist Was Band: Vögel

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