Resynchronisation

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 13. November 2021

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Wie alle anderen Lebewesen verfügt auch der Mensch über eine zirkadiane Uhr. Die Rhythmik der Uhr wird mittels Zeitgebern wie Licht und Temperatur täglich neu mit der 24-Stunden-Rhythmik des Tages synchronisiert. Probleme mit der Resynchronisation können erhebliche Beschwerden hervorrufen, so beispielsweise Depressionen.

Was ist die Resynchronisation?

Probleme bei der Resynchronisation ergeben sich zum Beispiel nach Langstreckenflügen. Die innere Uhr stimmt nach einer Reise in eine andere Zeitzone nicht mehr mit dem vorherrschenden Tag-Nacht-Rhythmus überein.

Die zirkadiane Rhythmik ist auch als innere Uhr bekannt. Sie stellt den menschlichen Organismus auf täglich wiederkehrende Phänomene ein. Die zirkadiane Uhr steuert nicht nur die Herzfrequenz, sondern auch den Schlaf-Wach-Rhythmus, die Fortpflanzung, den Blutdruck oder die Körpertemperatur. Der Organismus bewegt sich so weitgehend unabhängig von äußeren Einflüssen zur Zeit und führt periodische Tätigkeiten mit einer relativ konstanten Rhythmik aus.

Eine genetische Grundlage steuert die Periodenlänge. Damit der Rhythmus der inneren Uhr jedoch tatsächlich zum 24-Stunden-Zyklus des Tages passt, ist eine ständige Resynchronisation der zirkadianen Uhr erforderlich. Diese Resynchronisation ist vor allem vor dem Hintergrund der wechselnden Tageslängen im Jahresverlauf erforderlich.

Hauptsächlich sind die Photorezeptoren in der äußeren Körnerschicht der Netzhaut mit der Resynchronisation befasst. Das Licht und seine Veränderungen werden so als zirkadiane Zeitgeber zur Resynchronisation der inneren Uhr benutzt. Da die Periodenlänge der inneren Uhr nicht genau 24 Stunden beträgt, lässt eine fehlende Nachjustierung oder mangelnde Resynchronisation den Organismus aus dem Rhythmus fallen.

Neben dem Menschen passen auch Tiere und Pflanzen ihren Rhythmus über die zirkadiane Uhr und deren automatische Nachjustierung an den Tag-Nacht-Wechsel an.

Funktion & Aufgabe

Das Bestehen eines freilaufenden circadianen Rhythmus zu konstanten Bedingungen lässt Wissenschaftler heute von einer rhythmusgenerierenden inneren Einheit ausgehen. Diese Steuereinheit liegt aktuellen Erkenntnissen zufolge im Zentralnervensystem. Bei Säugetieren ist die Schaltstelle der zirkadianen Uhr vermutlich im Nucleus suprachiasmaticus des Hypothalamus lokalisiert. Von hieraus werden alle weiteren zirkadianen Schrittmacher der Peripherie koordiniert.

Die molekulare Uhr funktioniert nach einer Transkriptions-Translations-Rückkopplung. Die Proteintranslation hemmt die Transkription der beteiligten Gene für das jeweilige Protein. Die beteiligten Schüsselproteine sind neben CLOCK, BMAL1 und PER, vermutlich CRY und NPAS2.

Die Rückkopplungssequenz des molekularen Kopplungsmechanismus dauert rund 24 Stunden. Indirekt neuronale und hormonelle Signale synchronisieren neben Temperaturveränderungen und Licht diese zeitlichen Sequenzen. Weil die äußere Ursache für zirkadiane Rhythmik in der Eigenrotation des Planeten liegt, ist der relevanteste äußerer Rhythmusgeber die veränderliche Beleuchtungsintensität der Atmosphäre. Das visuelle System erkennt diesen Schrittmacher. Das Licht ist dadurch vermutlich der relevanteste und universellste Zeitgeber für die Resynchronisation der inneren Uhr. Wenn es laut der inneren Uhr Abend oder Nacht ist, aber die Netzhaut noch Licht detektiert, wird die innere Uhr umgestellt. So kann sich der Organismus an die Jahreszeitenwechsel anpassen.

Die Resynchronisation der inneren Uhr ist für zahlreiche Körperprozesse notwendig. Ausbleibende Resynchronisation kann dementsprechend schwerwiegende Folgen haben.

Krankheiten & Beschwerden

Ein ähnliches Problem stellt die Schichtarbeit dar. Schichtarbeiter leben in Opposition zu ihrem inneren Rhythmus. Menschen verbringen außerdem immer weniger Zeit im Tageslicht. Vor allem in Winter ist die Lichtintensität in Innenräumen kaum höher als 500 Lux. Nachts ist der moderne Mensch permanent künstlichen Lichtreizen ausgesetzt. Die täglich neue Resynchronisation der inneren Uhr ist wegen dieser Zusammenhänge oft verwirrt. Neben Schlaf- und Essstörungen werden durch Resynchronisationsprobleme Energielosigkeit und sogar Depressionen begünstigt. Auch metabolischer Stress kann eine Folge von Resynchronisationsproblemen sein. Als Sekundärerkrankungen werden so Diabetes mellitus und Übergewicht begünstigt.

Eine besonders bekannte Primärerkrankung im Zusammenhang mit der Resynchronisation ist die zirkadiane Schlaf-Wach-Rhythmus-Störung. Die Betroffenen dieser Schlafstörungen können nicht einschlafen, wenn Schlaf erwünscht oder erforderlich ist. Wenn Wachheit gefordert oder erwartet wird, sind sie schläfrig und können kaum die Augen offen halten. Dieses Phänomen tritt vor allem im Rahmen des Schichtarbeitersyndroms gerne ein oder betrifft Vielreisende mit regelmäßigen Jet-Lag-Erfahrungen.

Zwei verschiedene Typen der Schlafstörung werden unterschieden. Während die eine durch verzögerte Schlafphasen geprägt ist, wird die andere durch vor-verlagerte Schlafphasen gekennzeichnet.

Da blinde Menschen es, im Vergleich mit Sehenden, erheblich schwerer haben bei der Resynchronisation, betreffen zirkadiane Schlafstörungen sie deutlich. Unbehandelt können die Schlafstörungen auf Dauer eine Reihe von psychischen und körperlichen Folgeerkrankungen auslösen.

Quellen

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