Mitunter fällt morgens das Aufstehen schwer, gegen Mittag sind wir besonders leistungsfähig und am Abend werden wir langsam müde. Diese Veränderungen schreiben wir meist unserem Schlaf-Wach-Rhythmus zu.
Doch unsere innere Uhr beeinflusst weit mehr als nur Müdigkeit und Schlaf. Sie steuert nahezu alle biologischen Prozesse in unserem Körper: von der Hormonausschüttung über den Blutdruck bis hin zum Stoffwechsel und der Immunabwehr.
Mit genau diesen Rhythmen beschäftigt sich die Chronobiologie, ein Forschungsgebiet, das in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Je besser wir verstehen, wie unser Körper im Tagesverlauf arbeitet, desto besser können wir Ernährung, Bewegung und Lebensstil an seine natürlichen Abläufe anpassen.
Was ist Chronobiologie?
Der Begriff Chronobiologie setzt sich aus den griechischen Wörtern chronos (Zeit) und bios (Leben) zusammen. Sie untersucht, wie biologische Rhythmen die Funktionen unseres Körpers beeinflussen.
Der bekannteste Rhythmus ist der circadiane Rhythmus. Das Wort leitet sich vom Lateinischen circa diem ab und bedeutet „ungefähr einen Tag“. Gemeint ist ein biologischer Rhythmus von etwa 24 Stunden, der sich im Laufe der Evolution an den Wechsel von Tag und Nacht angepasst hat.
Dieser Rhythmus ist tief in unseren Genen verankert. Selbst unter konstanten Lichtbedingungen laufen viele Körperfunktionen weiter in ihrem natürlichen Takt, das liefert uns einen Hinweis darauf, dass unsere innere Uhr nicht ausschließlich von äußeren Einflüssen abhängig ist.
Wie grundlegend dieses System für unser Leben ist, zeigte auch die Verleihung des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin im Jahr 2017. Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Young wurden für ihre Entdeckungen der molekularen Mechanismen der biologischen Uhr ausgezeichnet. Ihre Forschung machte deutlich, dass nahezu jede Körperzelle über einen eigenen Zeitgeber verfügt.
Die Master Clock im Gehirn
Die zentrale Steuerzentrale unserer inneren Uhr sitzt im Gehirn. Sie befindet sich im suprachiasmatischen Nucleus (SCN) des Hypothalamus und wird oft als Master Clock bezeichnet.
Der wichtigste Taktgeber für diese Hauptuhr ist das Tageslicht. Spezielle Lichtrezeptoren in der Netzhaut melden dem Gehirn, ob es Tag oder Nacht ist. Auf dieser Grundlage werden zahlreiche Körperfunktionen synchronisiert.
Bei Tageslicht steigt die Wachheit, die Ausschüttung von Cortisol nimmt zu und der Körper bereitet sich auf Aktivität vor.
Mit Einbruch der Dunkelheit beginnt die Produktion von Melatonin. Körpertemperatur, Blutdruck und Stoffwechsel werden langsam heruntergefahren und der Organismus stellt sich auf Regeneration und Schlaf ein.
Jede Zelle weiß, wie spät es ist
Lange glaubte man, nur das Gehirn verfüge über eine innere Uhr. Heute wissen wir, dass fast alle Organe und Gewebe eigene sogenannte periphere Uhren besitzen.
Dazu gehören unter anderem:
- Leber
- Bauchspeicheldrüse
- Darm
- Muskulatur
- Fettgewebe
- Herz
- Immunsystem
Diese Organuhren werden zwar von der Master Clock synchronisiert, reagieren aber gleichzeitig auf Signale aus ihrem unmittelbaren Umfeld. Während die Hauptuhr vor allem durch Licht gesteuert wird, beeinflussen auch Mahlzeiten, körperliche Aktivität, Schlafzeiten und sogar die Körpertemperatur die peripheren Uhren.
Man könnte sagen: Jede Zelle weiß, wie spät es ist und richtet ihre Arbeit danach aus.
Unser Körper arbeitet nicht rund um die Uhr gleich
Wir neigen dazu, unseren Körper als Maschine zu betrachten, die jederzeit dieselbe Leistung erbringt. Tatsächlich verändert sich jedoch die Aktivität vieler Organe im Laufe des Tages erheblich.
Zu den Prozessen, die einem circadianen Rhythmus folgen, gehören unter anderem:
- Schlaf und Wachheit
- Cortisol- und Melatoninspiegel
- Körpertemperatur
- Blutdruck und Herzfrequenz
- Verdauungsenzyme
- Hunger- und Sättigungshormone
- Insulinausschüttung und Insulinempfindlichkeit
- Fettstoffwechsel
- Immunfunktion
- Zellreparatur und Regeneration
Diese Rhythmen sind kein Zufall. Sie sind das Ergebnis einer Millionen Jahre langen Anpassung an einen regelmäßigen Wechsel von Tag und Nacht.
Unsere Vorfahren waren tagaktiv. Tagsüber wurde Nahrung aufgenommen, gearbeitet und Energie verbraucht. Nach Sonnenuntergang begann die Phase der Regeneration. Obwohl sich unser Lebensstil in den letzten Jahrzehnten grundlegend verändert hat, arbeitet unser Stoffwechsel noch immer nach diesem evolutionär entstandenen Zeitplan.
Wenn die innere Uhr aus dem Takt gerät
Unsere moderne Lebensweise stellt dieses fein abgestimmte System zunehmend vor Herausforderungen.
Zu den Faktoren, die den circadianen Rhythmus stören können, gehören unter anderem:
- Schichtarbeit
- Jetlag
- spätes oder nächtliches Essen
- unregelmäßige Schlafenszeiten
- künstliches Licht am Abend, insbesondere von Bildschirmen
- zu wenig Tageslicht am Morgen
Die Folge ist nicht nur Müdigkeit. Zahlreiche Studien zeigen, dass eine dauerhaft gestörte circadiane Rhythmik mit einem erhöhten Risiko für Stoffwechselerkrankungen, Übergewicht, Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Schlafstörungen verbunden sein kann.
Das bedeutet jedoch nicht, dass eine einzelne späte Mahlzeit oder eine kurze Nacht automatisch krank macht. Entscheidend ist vielmehr, wie gut unser Lebensstil langfristig mit unserer biologischen Uhr harmoniert.
Warum Chronobiologie heute wichtiger denn je ist
In den vergangenen Jahren ist ein neues Forschungsgebiet entstanden: die Chrononutrition. Sie untersucht, wie der Zeitpunkt unserer Mahlzeiten den Stoffwechsel beeinflusst.
Dabei zeigt sich zunehmend, dass es nicht nur darauf ankommt, was wir essen, sondern in bestimmten Situationen auch, wann wir essen. Unser Körper verarbeitet dieselbe Mahlzeit morgens häufig anders als spät am Abend, weil Hormone, Verdauung und Stoffwechsel im Tagesverlauf unterschiedlich arbeiten.
Ähnliche Erkenntnisse gibt es inzwischen auch für Bewegung, Medikamenteneinnahme und sogar die Wirksamkeit bestimmter Therapien. Die Medizin beginnt zunehmend zu erkennen, dass der Faktor Zeit ein wichtiger Bestandteil unserer Gesundheit ist.
Das Wesentliche
Die Chronobiologie erinnert uns daran, dass unser Körper kein Uhrwerk ist, das rund um die Uhr mit derselben Leistung arbeitet. Vielmehr folgen nahezu alle biologischen Prozesse einem natürlichen Tagesrhythmus, der sich über Millionen Jahre entwickelt hat.
Licht, Schlaf, Bewegung und der Zeitpunkt unserer Mahlzeiten senden täglich Signale an unsere innere Uhr. Je besser diese Signale im Einklang mit unserem biologischen Rhythmus stehen, desto effizienter können viele Stoffwechselprozesse ablaufen.
Die Forschung auf diesem Gebiet entwickelt sich rasant und liefert immer neue Erkenntnisse darüber, welchen Einfluss der richtige Zeitpunkt auf unsere Gesundheit haben kann.
Im nächsten Beitrag werfen wir einen genaueren Blick auf ein besonders spannendes Beispiel: Warum dieselbe Mahlzeit morgens anders verarbeitet wird als spät am Abend und das bei gleicher Zusammensetzung.
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Foto von Sasun Bughdaryan auf Unsplash
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