Schlafverhalten in den Haaren erkennbar

Das Schlafverhalten ist an den Haaren erkennbar. Anhand einer Analyse einzelner Gene ist erkennbar, ob Menschen beispielsweise Frühaufsteher oder Langschläfer sind.

(24.08.2010) Tickt die innere Uhr auch in Haaren? Nicht ganz, aber das Schlafverhalten von Menschen ist auch anhand einer Analyse einzelner Gene in den Haaren erkennbar. Zu diesem Ergebnis sind japanische Wissenschaftler in einer Versuchsreihe gelangt. Durch die Studienergebnisse erhoffen sich die Forscher, mehr Erkenntnisse für die Therapie von Schlafproblemen und Schlafstörungen zu erlangen. Solche sog. Uhrengene sind der Forschung seit mehr als zehn Jahren bereits bekannt. Seit längerer Zeit ist auch bekannt, dass eine andauernde Störung der inneren Uhr zu Krankheiten führt.

Wissenschaftler um Studienleiter Makoto Akashi von der japanischen Universität Yamaguchi untersuchten in den Follikelzellen ausgerissener Haare sog. Uhrengene, die bei der Steuerung der inneren Uhr des Menschen eine Rolle spielen. Dabei stellten die Forscher fest, dass bei den Probanden, die früh aufstehen, auch die früheste Aktivität der einzelnen Gene nachweisbar sind. Bei Arbeitern und Angestellten, die in wöchentlichen Wechselschichten arbeiten, waren die Phasen, in denen die Uhrengene im Verhältnis zu Wachphasen abgelesen werden, im Durchschnitt um 5 Stunden verschoben.

Die innere Uhr die durch Uhrengene gesteuert wird, ist seit mehr als zehn Jahren wissenschaftlich nachgewiesen. Die innere Uhr gibt die Funktionen und den Takt der Organe vor. Die biologische Uhr des Menschen regelt u.a. die Speicherung von Energie und deren Verwertung in einem "zyklischen Rhythmus". Dabei orientiert sich der menschliche Organismus u.a. an äußere Umstände wie Tag und Nacht. Die "innere Uhr" wird im Gehirn durch den "Suprachiasmatischen Nucleus" geregelt. Die meisten Menschen kennen eine Störung der inneren Uhr durch ein "Jet-Lag". Dieser führt dazu, dass die Organe zur „falschen Zeit“ aktiviert wird, wenn es zu zeitlich gravierenden Unterschieden kommt. Das wiederum führt zu Symptomen und Beschwerden. Solche "Uhren" existieren nicht nur im Gehirn, sondern auch in anderen Teilen des menschlichen Körpers. Biologische Uhren existieren im Gehirn, Leber, Lunge, Herz, Niere und in der Bauchspeicheldrüse.

Besonders betroffen von einer Störung des Takts sind Schichtarbeiter. Hier verändert sich der Takt quasi wöchentlich. Hat der Körper sich gerade auf den neuen Takt eingependelt, so muss sich dieser schon wieder bei dem nächsten Schichtwechsel um orientieren. Schichtarbeiter weisen deshalb ein erhöhtes Erkrankungs-Risiko auf. In Industriestaaten gerät die innere Uhr immer mehr aus dem Takt. Künstliches Licht in Büros beispielsweise verursacht, dass das Tag und Nacht Empfinden gestört wird.

Im Studienverlauf sammelten die Wissenschaftler von insgesamt vier Probanden alle drei Stunden Haare. Dabei entnahmen sie Haare vom Haupthaar und von den Barthaaren. Die Studienteilnehmer waren zuvor auf einen regelmäßigen Tagesrhythmus eingestellt worden. Hatten die Teilnehmer dickes Haar, so reichten fünf Haare aus, um die Aktivität der Gene eindeutig messen zu können. Bei denen, die feines Haar hatten, waren mindestens 20 Haare notwendig. Bislang hatten Wissenschaftler die Genaktivitäten u.a. in Hautzellen untersucht, die bei einer Biopsie entnommen wurden.

Im Fokus der Studie standen jedoch vor allem die Schichtarbeiter. Die selbe Versuchsreihe wurde auch bei Schichtarbeitern angewandt, die im Wechsel in der Frühschicht und in der Spätschicht arbeiten. Doch die Aktivitäten der Gene im Tagesverlauf bei diesen Probanden waren sehr wechselhaft und unstrukturiert. Eines der Gene, das Per3-Gen, war bei den Studienteilnehmern mit einem regelmäßigem Rhythmus etwa eine Stunde vor dem Aufwachen am aktivsten. Bei den Schichtarbeitern die in der Frühschicht arbeiten, war das Gen erst eine Stunde nach dem Aufstehen am Aktivsten.

Schichtarbeit ist demnach gesundheitsgefährdend. Schichtarbeiter leiden übermäßig häufig an Schlafstörungen, Stoffwechselstörungen, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Doch eine generelle Aussage darüber, dass alle Schichtarbeiter gleichermaßen betroffen sind, kann nicht gefällt werden. Der Körper des Einzelnen entwickelt unterschiedliche Toleranzen. Viele "innere Uhren" passen sich gut an den unterschiedlichen Lebenswandel an, andere überhaupt nicht. Warum das so unterschiedlich ist, kann bis heute nicht eindeutig gesagt werden. (sb)

Quellen:
In: PNAS 10.1073/pnas.1003878107, 2010. und
Störung der inneren Uhr verursacht Diabetes