Gesundheit : Die Siesta – genetisch gesteuert bei Mensch und Maus

Der Tag- und Nacht-Rhythmus von Nagern wird durch zwei innere Uhren gesteuert. Ihr Zusammenspiel scheint auch bei unsereins den Mittagsschlaf zu fördern.

Peter Spork

„Könnte es sein, dass Kulturen, in denen Menschen nachmittags Siesta machen, optimal auf den uns innewohnenden Tagesrhythmus abgestimmt sind?“, fragt ein amerikanisches Forscherteam in seiner aktuellen Veröffentlichung. Die Biologen um Carol Dudley von der University of Texas in Dallas, USA, analysierten das Verhalten genetisch veränderter Mäuse. Sie stellten fest, dass die Neigung zu einem Nickerchen zwischen zwei Aktivitätsschüben von der Existenz einer speziellen inneren Uhr abhängig ist, die in der vorderen Großhirnrinde sitzt. Die Resultate wurden jetzt vom Wissenschaftsmagazin „Science“ vorab im Internet präsentiert ( www.scienceexpress.org , 3.7.2003)

Die Aktivität fast aller Tiere wird von inneren Uhren gesteuert, die dem 24-Stunden-Rhythmus aus Tag und Nacht folgen und sich durch das regelmäßige Hell und Dunkel ständig neu justieren. Die Uhrzeit ergibt sich dabei aus der zyklisch an- und abschwellenden Aktivität eines besonderen Gens. Bei Säugern – und damit auch beim Menschen – befindet sich dieser Rhythmusgenerator in einem dichten Nervenknoten tief im Gehirn, dem Suprachiasmatischen Nucleus. Ein zweites Uhrwerk, dessen genaue Funktion bisher weitgehend unbekannt war, tickt direkt unter der Stirn, in der vorderen Großhirnrinde, wo Sinneswahrnehmungen verarbeitet und Bewegungsabläufe koordiniert werden.

Die US-Forscher kamen der rätselhaften Zweituhr nun mit einem Trick auf die Schliche. Sie schalteten bei einigen Mäusen gezielt jenes Gen aus, das im Uhrwerk der Großhirnrinde aktiv ist.

Nahrungssuche bei Nacht

Die Hauptuhr funktionierte dennoch fehlerfrei. Und auf den ersten Blick verhielten sich die manipulierten Nager auch nicht anders als ihre normalen Kollegen: Sie schliefen tagsüber und rannten des Nachts Nahrung suchend hin und her. Ein genauer Blick zeigte jedoch einen deutlichen Unterschied. Während die normalen Tiere mitten in der Nacht eine zwei- bis dreistündige Siesta einlegten, rackerten die genmanipulierten Mäuse pausenlos durch.

Dudley und Kollegen vermuteten, dass durch den Ausfall der Hirnrinden-Uhr die vom Hell-Dunkel-Wechsel gesteuerte zentrale Uhr ein zu starkes Übergewicht hatte. Dadurch konnten sich die Tiere zwar gut an künstlich herbeigeführte Änderungen des Sonnenaufgangs anpassen, es gelang ihnen aber nicht mehr, mitten in der Nacht „abzuschalten“. Unter normalen Bedingungen bildet die ausgefallene Uhr offenbar ein Gegengewicht, das bei den nachtaktiven Tieren den Mitternachtsschlaf ermöglicht und vermutlich auch beim tagaktiven Menschen den Hang zum Mittagsschlaf fördert.

Doch wonach richtet sich die Uhr im Großhirn? Sie wird nicht vom Hell-Dunkel-Rhythmus nachgestellt. Vielmehr wird sie – so vermuten die Forscher – durch die Aktivität von Sinnen und Bewegungen angeregt, die tagsüber periodisch schwanken. Dies hilft dem Organismus beispielsweise immer dann besonders aufmerksam zu sein, wenn die Chance auf Nahrung extra groß ist.

Ein weiteres Experiment belegte diese These eindrucksvoll. Die Amerikaner verwandelten die Mäuse in eine Art Schichtarbeiter. Sie begrenzten ihnen zunächst das Futter und verabreichten es schließlich nur noch tagsüber. Den Tieren, die neben der Hell-Dunkel-Uhr auch noch eine funktionierende Aktivitätsuhr hatten, gelang die Umstellung binnen weniger Tage. Die Nager jedoch, die sich allein auf ihre Hauptuhr verlassen konnten, taten sich schwer.

Sie verloren deutlich mehr Gewicht und wurden zum Teil krank. Einige starben sogar, weil sie sich nicht an den veränderten Nahrungszeitpunkt anpassen konnten und die Fütterung immer wieder verschliefen. Die beiden inneren Uhren „funktionieren als sich ergänzende Regulatoren“ folgern Dudley und Kollegen. So könne sich der Körper sowohl auf Helligkeitsschwankungen einstellen als auch auf andere wichtige periodische Reize reagieren. Der im Tierreich weit verbreitete Hang zu einem zweigeteilten Aktivitätsmuster mit Spitzenzeiten am Morgen und am Abend, scheint ein Begleitumstand dieses Zusammenspiels zu sein. Und auch der Mittagsschlaf des Menschen lässt sich so erklären: Wenn alle ruhen, gibt es ja auch weniger zu tun.

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