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Chronobiologie – Unsere innere Uhr

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Jahrtausende lang konnten die Menschen im Einklang mit ihrer „inneren Uhr“ leben. Doch in der modernen Welt ist das kaum möglich. Viele Menschen führen ein Leben, das aus dem natürlichen Takt geraten ist. Schlafstörungen, Depressionen, Diabetes und sogar Demenz können die Folge sein. Wenn wir die Zusammenhänge besser verstehen, können wir gesünder leben.

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Das Licht der Sonne gibt den Takt des Lebens vor. Eine innere Uhr verbindet Menschen, Tiere und Pflanzen mit den wiederkehrenden Rhythmen der Natur: Tag und Nacht, hell und dunkel – und dem Wechsel der Jahreszeiten. Chronos, die Zeit, ist Teil der Natur. Die innere Uhr ist eine der ältesten biologischen Funktionen, die alle Organismen gemeinsam haben. Pflanzen erkennen genau, wann sie wachsen sollen. Ihre innere Uhr gibt das Signal. Tiere treffen sich pünktlich zur Paarungszeit, damit der Nachwuchs gedeihen kann. Zugvögel merken, wann es Zeit ist, ein neues Quartier anzufliegen.

Die innere Uhr ist in der Natur deshalb so wichtig, weil dank ihr alle Prozesse – vom Zellwachstum bis hin zur Ausschüttung von Hormonen – so abgestimmt werden, das er im Tagesverlauf auch Sinn macht. Über Jahrtausende hinweg haben wir Menschen ganz selbstverständlich im Rhythmus der Natur gelebt. Und damit im Einklang mit unserer inneren Uhr.

Erst mit der Industrialisierung wurde diese innere Einheit aufgebrochen: wir können Zeitzonen überwinden, wir sind mobil und arbeiten rund um die Uhr. Die globalisierte Welt kennt keinen Unterschied mehr zwischen Tag und Nacht. Und der Takt der modernen Welt schlägt immer schneller. Unsere Nacht verschwindet. Kann unsere uralte innere Uhr, unsere Chronobiologie, mit diesem Tempo noch Schritt halten?

Ein Zurück zur Natur kann es für die meisten von uns nicht geben. Aber wenn wir unsere innere Uhr besser verstehen, können wir auch in der modernen Welt besser – und vor allem gesünder – leben. Wenn wir begreifen, wie wir ticken, können wir Krankheiten besser behandeln – zum Beispiel lässt sich die Krebstherapie auf die innere Uhr der Patienten abstimmen. Die Ergebnisse sind sehr ermutigend. Eine intelligente Rheumatablette wirkt genau dann, wenn sie gebraucht wird. Wenn wir beim Lernen das richtige Licht einschalten, bleibt unsere innere Uhr intakt, und ganz nebenbei werden wir auch noch schlauer.

Als bekennender Spätaufsteher braucht man kein schlechtes Gewissen zu haben: man ist nämlich nicht allein. Die Forschung zeigt: unsere Arbeitszeiten passen oft nicht zum Takt unserer inneren Uhr. Unsere moderne Gesellschaft ist für die meisten Menschen „zu früh“ dran. Es ist erstaunlich, das viele Menschen erst Jahrzehnte brauchen, um zu verstehen, was es wirklich heisst, mit einem Wecker aufzuwachen. Denn wenn man erst geweckt werden muss, ist das schon ein untrügliches Zeichen dafür, das man gegen den Lauf seiner inneren Uhr handelt. Die innere Uhr macht ganz von alleine ein Fenster auf, in dem man schlafen kann. Und sie macht dieses Fenster auch wieder von alleine zu, so das man ganz natürlich aufwachen kann.

Wenn man also vom Wecker geweckt werden muss, bedeutet das nur, das die innere Uhr noch nicht so weit war, das man von selbst aufwachen kann. Man hat also biologisch noch gar nicht zu Ende geschlafen. Und in diesem – völlig unnatürlichen – Zustand sind wir dann gezwungen, in Schule und Beruf Höchstleistung zu bringen.

Das kann nicht funktionieren.

Mit der Pubertät verändert sich die innere Uhr

Jugendliche leben also von Natur aus in einer völlig anderen Zeitzone, aus der man sie einfach mit schierer Gewalt heraus reißt.

Ein Extrembeispiel: fast alle Jugendlichen haben grosse Probleme, morgens aus dem Bett zu kommen. Ist es also wirklich sinnvoll, die Schule schon um acht Uhr morgens beginnen zu lassen? Vor einigen Jahren dachte man noch, die Jugendlichen seien einfach nur „faul“ und selbst schuld, wenn sie morgens noch müde sind. In Schlaflaboren wurde mittlerweile das Schlafverhalten von Jugendlichen analysiert.

Und alle Analysen zeigen: mit der Pubertät verändert sich die innere Uhr. Junge Menschen werden so abends erst viel später müde und sind morgens dann noch im Tiefschlaf. Bei Kleinkindern zeigt sich hier ein völlig anderes Muster: diese werden viel früher – und öfter – müde, sind dafür auch wieder in aller Frühe hellwach.

Die Schlafforscher fanden heraus: wenn man Jugendliche morgens um acht vor der Schule abfängt und sie in ein mobiles Schlaflabor steckt, schlafen sie sofort ein und fallen unmittelbar in die REM-Phase. Jugendliche leben also von Natur aus in einer völlig anderen Zeitzone, aus der man sie einfach mit schierer Gewalt heraus reißt.

Ist es dann nicht totaler Schwachsinn, diese völlig verpennten jugendlichen zu unterrichten? Was kann dabei überhaupt hängen bleiben, wenn sie in diesem Zustand gar nicht aufmerksam sein können? Gleichzeitig aber raubt man ihnen auch noch den Schlaf, der wichtig ist, um das zu verankern, was man am Tag zuvor gelernt hat.

Als Erwachsene ticken wir wieder anders. Welche Rolle spielen die Gene dabei? Auch mit dieser Frage befassen sich die Forscher mittlerweile. Die Genforschung zeigt: niemand müsste sich schuldig fühlen, wenn er morgens nicht aus dem Bett kommt. Denn wir Menschen sind so programmiert. Je nach genetischer Konstitution laufen unsere inneren Uhren schneller oder langsamer. Es gibt „spätere“ und „frühere Chronotypen“.

Auf der nächsten Seite: was ist der zentrale Taktgeber unserer inneren Uhr?

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Die zentrale innere Uhr des Menschen ist eine Ansammlung hochempfindlicher Nervenzellen im Gehirn. Das Tageslicht ist dabei der Taktgeber – es stellt die zentrale innere Uhr nach dem Stand der Sonne. Diese Information wird an die Uhrengene in jeder Zelle weitergegeben. So wird die Innenzeit immer wieder mit der Aussenzeit synchronisiert. Die Forscher interessieren sich vor allem für den natürlichen Rhythmus der Uhrengene in den Zellen. Denn diese sind dafür verantwortlich, ob wir Früh- oder Spätaufsteher sind. Wir ticken also alle unterschiedlich – ob wir jung sind, oder alt, gesund oder krank.

Die Forschung kennt bereits sehr viele wichtige Zahnrädchen der inneren Uhr – aber sie kennt noch längst nicht alle. Jetzt möchte man alle menschlichen Gene darauf untersuchen, ob sie ebenfalls ein Zahnrädchen unseres inneren Uhrwerks sind. Denn diese Uhrengene regulieren die zeitliche Abfolge der Stoffwechselprozesse in jeder einzelnen Zelle unseres Körpers. Ausserdem könnten viele von uns beweisen, das sie weder faul, noch unwillig sind, wenn sie in einem ständigen Kampf mit dem Wecker leben.

Menschen, deren innere Uhren langsamer ticken, haben oft Probleme, früh morgens aufzustehen. Ohne Wecker würden sie nicht rechtzeitig aufwachen. Die inneren Uhren der meisten von uns laufen eher langsamer. Und viele Menschen schlafen deshalb zu wenig! Sie werden abends nicht müde, weil ihre inner Uhr eben noch nicht auf „schlafen“ eingestellt ist. Der Mensch dehnt den Tag aus. Und morgens wartet wieder der Wecker und unterbricht den wichtigen Schlaf.

Unser tägliches Leben wird von drei Uhren bestimmt

Eine einheitliche Uhrzeit gibt es erst seit 1884.

Unsere innere Uhr wird durch das Tageslicht eingestellt und reagiert auch auf die verschiedenene Tageslängen im Wechsel der Jahreszeiten. Unser Schlafbedürfnis ist im Winter grösser, als in den Sommermonaten. In der dunklen Jahreszeit leiden viele Menschen an Lichtmangel: sie müssen aus dem Haus, wenn es noch dunkel ist, und es wird schon wieder dunkel, wenn sie zurück kommen. Bei manchen Menschen erzeugt das die bekannte Winterdepression. Im Frühling werden wir aktiver, sobald es länger hell ist.

Unser tägliches Leben wird von drei Uhren bestimmt: die eine ist unsere innere, biologische Uhr. Diese bestimmt alles, was in unserem Körper im Laufe eines Tages passiert. Diese innere Uhr wird wiederrum von der Sonne, also dem Tag- Nachtwechsel gestellt und dirigiert. Und erst relativ spät in unserer Geschichte haben wir eine dritte Uhr erfunden: das ist die, die wir an unserem Handgelenk tragen. Das ist die „soziale Uhr“.

Erst in der modernen Welt sagt uns die erfundene „soziale Uhr“, wie spät es ist. Eine einheitliche Uhrzeit gibt es erst seit 1884. Im Zuge der Industrialisierung wurde die Welt dafür in Zeitzonen eingeteilt. Die „soziale Uhr“ hat mit der Natur allerdings absolut nichts mehr zu tun. Sie ist ein Gedankenkonstrukt, an das sich unser Körper nicht hält.

Und die „soziale Uhr“ schafft völlig absurde Situationen: Menschen, die im Westen einer Zeitzone wohnen, müssen gegenüber ihrer „Innenzeit“ frühe aufstehen, als Menschen, die in der gleichen Zeitzone weiter östlich leben. Für die Menschen innerhalb einer gleichen Zeitzone gilt die selbe „Sozialzeit“, aber ihr Körper ist aufgrund der früher oder später aufgehenden Sonne an ihrem Wohnort völlig anders programmiert.

Auf der nächsten Seite: welchen Einfluss hat blaues Licht?

Die zwei grossen Zeitgeber, die unsere innere Uhr am Ticken halten und jeden Tag aufs neue anstossen, sind Licht und Dunkelheit. Licht am Morgen und Dunkelheit am Abend. Nicht umgekehrt, wie es bei den meisten Menschen heute der Fall ist. Wenn man sich dieser Tatsache in den Weg stellt, bleibt die innere Uhr einfach irgendwann stehen.

Nur blaues Licht hat direkten Einfluss auf die zentrale innere Uhr. Die blauen Anteile im Tageslicht werden durch spezielle Rezeptoren im Auge aufgenommen und singalisieren: es ist Tag. Dieses Signal wird an alle Uhrengene weitergegeben und synchronisiert die innere Uhr mit dem Stand der Sonne.

Chatten und Facebook gehören für die meisten Jugendlichen zum Alltag. Das Problem: ein Bildschirm strahlt blaues Licht ab und signalisiert der inneren Uhr: es ist Tag. Die Produktion des Schlafhormons Melatonin wird gestoppt. Besonders schlimm ist das, wenn bereits kleine Kinder Umgang mit elektronischen Medien haben: sie kommen abends nicht zur Ruhe, der Schlaf setzt später ein. Gerade bei Kindern ist Schlaf aber extrem wichtig für die Ausreifung des Gehirns. Wird diese gestört, entstehen bei Kindern auch langfristige Defizite in der Gehirnentwicklung, die auch später nicht wieder kompensiert werden können.

Es wurde auch untersucht, ob Schüler besser lernen, wenn ihr Klassenraum mit Tageslichtlampen ausgestattet wird, die Licht mit einem hohen Blauanteil abstrahlen. Die Ergebnisse sind eindeutig: unter dem blauen Licht machen die Schüler 30% weniger Fehler in den standardisierten Tests. Ausserdem erledigen sie ihre Aufgaben deutlich schneller. Ihre innere Uhr hat sich im dreimonatigen Versuchszeitraum zwar nicht verändert – die Schüler schlafen nach wie vor spät ein und sind morgens dann sehr müde. Aber das Licht macht wach. Die Schüler merkten schnell, das sie unter dem „grellen“ Licht nicht mehr so schön weiterdösen konnten, wie zuvor.

Unsere Gesellschaft lebt immer noch im Takt der Industrialisierung des 19. Jahrhunderts, obwohl die Forschung es mittlerweile besser weiß. Wenn wir nicht nur zufriedener, ausgeruhter, gesünder, sondern auch produktiver leben möchten, müssen wir uns wieder unserer inneren Uhr anpassen. Denn die hat das Sagen, was unseren Körper betrifft – und nicht erfundene, und für alle gleiche Arbeitszeiten.

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