Wie die innere Uhr unseren täglichen Rhythmus vorgibt.
Die innere Uhr des Menschen ist ein komplexes System aus Sensoren im Gehirn, Hormonen und genetischer Prägung. Sie bestimmt nicht nur wann wir wach sind und schlafen, essen und trinken sondern auch wie hoch unser Blutdruck und unsere Körpertemperatur sind. Der Taktgeber jedes Menschen läuft ein wenig anders, so gibt es Frühaufsteher und Langschläfer. Doch was geschieht, wenn man der inneren Uhr zuwider läuft?
Auf die Idee des inneren Rhythmus kam 1729 erstmals der französische Physiker Jean Jaques d’Ortous de Mairan. Er untersuchte Mimosen, die ihre Blätter tagsüber hoch tragen und sie nachts absenken. Lange dachte man, dies sei eine direkte Reaktion auf das einfallende Tageslicht. Doch Fehlanzeige. De Mairan stellte die Pflanzen dauerhaft ins Dunkel und stellte fest, dass diese ganz unbeeindruckt von dem fehlenden Licht ihren Rhythmus beibehielten.
Tickt die innere Uhr auch bei Menschen im Dunkeln richtig?
Wochenlang lebten Forscher für einen Versuch isoliert in einem Bunker. Ihr natürlicher Rhythmus blieb auch ohne äußere Zeitgeber erhalten.
Die Ergebnisse der Studie sind erstaunlich. Über die gesamte Zeit hinweg behielt der Wissenschaftler einen konstanten Rhythmus bei. Auch deutsche Studien, in denen Freiwillige bis zu sechs Monate in Bunkern verbrachten, bestätigten dies. Der Tagesrhythmus der Freiwilligen blieb ebenso wie deren körperliche Merkmale wie Blutdruck und Temperatur relativ stabil. Ihr Tag war allerdings etwas länger als 24 Stunden.
Im Körper gibt es mehrere innere Uhren.
Das Hauptsteuerungszentrum jedoch setzt sich aus zwei kleinen Nervenknoten im Gehirn zusammen, den so genannten suprachiasmatischen Nuclei (SCN). Sie geben Informationen an die Zirbeldrüse weiter, die dann das Hormon Melatonin ausschüttet. Der Melatoningehalt im Blut variiert im Tagesverlauf und spielt eine wesentliche Rolle für den Tagesrhythmus von Mensch und Tier. Was passiert, wenn man keine suprachiasmatischen Nuclei mehr besitzt zeigen Versuche an Hamstern. Entfernt man den Tieren die SCN, verlieren sie jegliche Rhythmik für Schlafen, Wachsein, Essen und Trinken – ihr Zeitplan gerät vollständig durcheinander. Transplantiert man ihnen jedoch einen der Nuclei zurück, erlangen sie nach etwa einer Woche ihr Zeitgefühl wieder.
Wie alle Uhren muss auch die innere Uhr geeicht werden. Dies geschieht durch das Tageslicht. Nervenzellen, die auf der Netzhaut sitzen und direkt zu den SCN im Gehirn laufen, geben dem inneren Zentrum den Takt vor. Tagsüber sendet der innere Taktgeber Signale an verschiedene Regionen des Gehirns und steuert so wichtige Körperfunktionen wie beispielsweise Körpertemperatur und Verdauung. In der Nacht hingegen, wenn das Hormon Melatonin ausgeschüttet wird, lässt die Aktivität nach, und viele Körperfunktionen werden herunter gefahren.
Bei Babys und Alten läuft die Uhr anders.
Dieser innere Rhythmus muss sich jedoch erst etablieren. Neugeborene besitzen noch keinen festen Rhythmus. Da sie noch nicht viel Nahrung auf einmal zu sich nehmen können, bringt sie ihr Hungergefühl dazu, immer wieder aufzuwachen und nach Nahrung zu verlangen. Ein Säugling, der etwa 16 Stunden Schlaf täglich benötigt, wird daher nachts mehrmals wach. Erst ab dem dritten Lebensmonat beginnt ein Baby sich mit Tag und Nacht zu synchronisieren.
Bei älteren Menschen beginnt die innere Uhr zunehmend kürzer zu laufen. Ab dem Alter von 50 Jahren nimmt der Anteil der Tiefschlafphasen ab. Außerdem schlafen alte Menschen im Allgemeinen schlechter ein, wachen leichter auf und schlafen eine kürzere Zeitspanne am Stück. Wenn sie im Alter zur gleichen Zeit ins Bett gehen wie noch zu Arbeitszeiten, führt das oft dazu, dass sie bereits nach etwa sechs Stunden Schlaf schon sehr früh am Morgen wieder aufstehen.
Ist das Diktat der inneren Uhr dem Menschen angeboren?
Die innere Uhr kann bei einigen Menschen vor, bei anderen nachgehen. Auf diese Weise entstehen unterschiedliche “Chronotypen”. Jene Menschen, bei denen die innere Uhr etwas vorgeht, sind oft Frühaufsteher. Ihre innere Uhr ist morgens schon auf Wachsein gestellt. Bei Langschläfern hingegen steht die innere Uhr zur gleichen Zeit noch auf Schlaf. Sie erreichen ihr Leistungshoch erst am späten Vormittag. Etwa zehn Prozent reine Frühtypen und zwanzig Prozent reine Spättypen gibt es in der Bevölkerung. Die Mehrheit liegt irgendwo dazwischen.
Diese Unterschiede zwischen den Chronotypen sind genetisch festgelegt, sie können also nur schwer bis gar nicht umgeprägt werden. Die innere Uhr jedes Menschen läuft sein ganzes Leben lang individuell. Da unsere Gesellschaft allerdings nicht auf solch unterschiedliche Chronotypen eingestellt ist, führt das zu Problemen. Während “Frühaufsteher” beispielsweise zu Schulbeginn um acht Uhr schon fit und leistungsfähig sind, ähneln die elektrischen Hirnströme eines “Langschläfers” zu dieser Tageszeit denen eines Schlafenden. So haben Frühaufsteher trotz gleicher Begabung oft bessere Noten als Langschläfer.
Quelle ZDF “Abenteuer Forschung”
Wie ist das bei Ihnen?
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