Menschlicher Körper

Wie unsere Körperuhren unsere Gesundheit verbessern oder brechen können

Da unser Lebensstil immer anspruchsvoller wird, bauen wir unser Leben auf künstlich getrennte Tage und Nächte, die der Notwendigkeit Rechnung tragen, Nachtschichten zu arbeiten, die ganze Nacht wach zu bleiben oder zwischen Kontinenten zu reisen. Aber das wirkt sich auf unsere natürlichen Körperuhren aus, mit unerwünschten Folgen.
müde Person an ihrem Schreibtisch
Neue Forschungen zeigen, wie Störungen unseres zirkadianen Rhythmus uns anfällig für Krankheiten machen.
Wenn wir unsere zirkadianen Rhythmen manipulieren – eingestellt von den Körperuhren, die alle automatisierten Prozesse im Körper regulieren -, manipulieren wir unsere Gesundheit.

Unsere Körperuhren kontrollieren den Stoffwechsel und tragen so zum reibungslosen Funktionieren aller Organe in unserem Körper bei.

Wenn wir jedoch regelmäßig unsere natürlichen Tag-zu-Nacht-Schleifen umgehen – indem wir durch die Nacht arbeiten, weit reisen oder zu viel Zeit damit verbringen, helle Bildschirme im Dunkeln zu betrachten – werden unsere Körperuhren desorientiert und funktionieren nicht mehr richtig.

Neue Forschungen von der University of Southern California in Los Angeles, dem Scripps Research Institute in La Jolla, CA, und der Nagoya University in Japan identifizieren einen Schlüsselmechanismus, der die Dysregulierung von zirkadianen Rhythmen mit einer größeren Exposition gegenüber chronischen Krankheiten verbindet.

“Epidemiologische Studien zeigen immer mehr Zusammenhänge zwischen dem modernen Lebensstil und unserer inneren biologischen Uhr, und wenn diese beiden aufeinandertreffen, kann dies zur Entwicklung von Krankheiten wie Fettleibigkeit und Brustkrebs führen”, stellt der Studienautor Steve Kay, Professor für Neurologie, Biomedizinische Technik und Biowissenschaften an der University of Southern California fest.

Er fügt jedoch hinzu: “Diese Studie geht über die Epidemiologie hinaus, um die Mechanismen der zirkadianen Störung als Risikofaktor für bestimmte Krankheiten zu erforschen”.

Die neue Studie, die in PNAS erscheint, hat ein Protein identifiziert, das eine doppelte Rolle im Kontext des zirkadianen Rhythmus spielt und erklärt, wie gestörte Körperuhren zu Krankheiten führen können.

Ein empfindliches Gleichgewicht stören
Kay und Kollegen konzentrierten sich auf HNF4A, ein Protein, das in Zellkernen vorkommt und das nach früheren Forschungsergebnissen an der frühen Entwicklung von Leber, Niere und Dickdarm beteiligt ist.

Bei der Analyse von Leber- und Darmzellen aus Maus und menschlichem Gewebe fanden die Forscher heraus, dass HNF4A mit den zirkadianen Uhren dieser Zellen auf komplexe Weise interagiert. Genauer gesagt, kann HNF4A zwei weitere Proteine – CLOCK und BMAL1 – blockieren, die helfen, den circadianen Rhythmus bei Säugetieren zu regulieren.

“Innerhalb der Zelle sind die Zahnräder der Uhr universell, aber die Zeiger der Uhr sind für jedes Organ spezifisch, so dass die Funktionsweise der Uhr in jeder Zelle unterschiedlich ist”, erklärt Kay.

HNF4A, so stellt sich heraus, reagiert auf chemische Signale innerhalb der Zelle und wirkt auf andere Proteine in Übereinstimmung. Das bedeutet, dass, wenn die Aktivität dieses Proteins durchdreht, auch normale Stoffwechselprozesse gestört werden und die Organe stärker einer Krankheit ausgesetzt sind.

“Also, in der Leber, haben wir uns gewebespezifische Proteine angesehen und festgestellt, dass HNF4A an die zirkadiane Uhr gebunden ist, von der Uhr reguliert wird und mit der Uhr schaltet und wiederum die Uhr reguliert. Das ist der neue Fund hier, und es ist ein großer Sprung nach vorne.”

Steve Kay
Wie der Erstautor der Studie, Meng Qu, erklärt, “Mutationen im[dem] HNF4A-Gen tragen bekanntlich zu einer seltenen erblichen Form von Diabetes namens MODY1 bei, und seine Expressionsdysregulation ist eng mit Leberkrebs verbunden, beide mit Mechanismen, die wir nicht vollständig verstehen”.

“Unsere Entdeckung deutet darauf hin, dass die Unterbrechung der Uhr ein potenzieller Mechanismus sein könnte und eine Brücke zwischen der zirkadianen Regulierung und der Entwicklung von Krankheiten darstellt”, fügt sie hinzu.

Der moderne Lebensstil verlangt oft, dass wir nach unregelmäßigen Rhythmen leben, und die Forscher warnen, dass dies zur Störung empfindlicher Mechanismen beitragen kann, einschließlich derjenigen, an denen Proteine wie HNF4A beteiligt sind.

“Die Menschen sind nicht für Nachtschichten, Nachtlichter und Interkontinentalreisen entwickelt. Die Herausforderungen des modernen Lebens an unser zirkadianes System stellen eine langfristige Bedrohung für unsere Gesundheit dar”, sagt Kay.

Entdeckungen wie die in der aktuellen Studie hervorgehobenen können uns ein detaillierteres Bild davon vermitteln, wie gestörte Körperuhren die Gesundheitsergebnisse beeinflussen können.

“Jetzt können wir sehen, wie HNF4A ein neues Kapitel in einem Buch ist, das größtenteils leere Seiten war, also beginnt dort eine Geschichte, während wir eine riesige leere Stelle ausfüllen”, ermutigt Kay.

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