Nahezu jeder Organismus auf der Erde folgt einem natürlichen circadianen Rhythmus, der durch die Uhrgene Ihrer Zellen kodiert wird, die genau das tun, was der Name vermuten lässt: Sie regulieren den Rhythmus Ihres Körpers auf einer 24-Stunden-Basis. Die meisten Zellen im Körper von Säugetieren verfügen über Zilien, haarähnliche Strukturen, die eine Vielzahl von Funktionen erfüllen, wie beispielsweise die Bewegung bei beweglichen Zilien und die Unterstützung der Struktur bei nicht beweglichen oder primären Zilien. Die primären Zilien fungieren auch als Sinnesorgan für die Zelle, eine Funktion, die das Potenzial der primären Zilien für den Heilungsprozess und die unterschiedliche Heilungsgeschwindigkeit des Körpers entsprechend unserem circadianen Rhythmus aufgezeigt hat.

Wie die Geschwindigkeit der Wundheilung mit Zilien zusammenhängt

Forschungen zeigen, dass Uhrproteine, also Proteine, die den 24-Stunden-Rhythmus in einer Zelle regulieren und von Uhrgenen kodiert werden, einen großen Einfluss auf die Regulation der primären Zilien haben. Die primären Zilien reagieren auf die Schwankungen der Expression der Uhrgene und können sich im Laufe des Tages verkürzen oder verlängern. Die Länge der primären Zilien kann variieren und hängt mit dem Heilungsprozess einer Wunde zusammen. Je kürzer die Zilien sind, desto kürzer scheint die Wundheilungszeit zu sein. Die in einer Studie von Wissenschaftlern der Hiroshima University durchgeführten Untersuchungen beobachten Zellen von Mäusen über einen Zeitraum von 72 Stunden und stellen fest, dass der Anstieg und Abfall der Länge der Zilien mit dem Rhythmus eines 24-Stunden-Zyklus übereinstimmt.

„Dies deutet darauf hin, dass der 24-Stunden-Zyklus der primären Zilien auf Fibroblasten teilweise für den Unterschied in der Wundheilungsgeschwindigkeit zwischen Tag und Nacht verantwortlich ist“, so Ryota Nakazato, Forscher und Autor der Studie. Fibroblasten sind Zellen, die zur Bildung von Bindegewebe beitragen und eine wichtige Rolle im Heilungsprozess spielen. Der circadiane Rhythmus in den primären Zilien dieser Fibroblasten ist tagsüber stärker an der Wundheilung beteiligt als nachts.

Der Grund für diesen durch den Tag induzierten verstärkten Heilungsprozess scheint in der Beziehung zwischen dem 24-Stunden-Zyklus und der Länge der primären Zilien zu liegen. Tagsüber sind die Zilien kürzer und können sich leichter in einen Zelltyp umwandeln, der in die Wunde eindringen kann, um den Heilungsprozess zu beginnen. Primäre Zilien sind möglicherweise auch an der Aufnahme und Weiterleitung von Signalen an den Rest des Körpers beteiligt, was ebenfalls die Wundheilung verbessern kann. Zellen mit kürzeren primären Zilien lösen sich leichter aus ihrer „Verankerung“, um früher mit der Zellwanderung zur Wundstelle zu beginnen, und können möglicherweise auch leichter Signale zur Beschleunigung der Wundheilung aussenden als Zellen mit längeren Zilien.

Biologische Uhr und ihre Störungen

Die Forscher gehen davon aus, dass weitere Analysen die Rolle der primären Zilien nicht nur bei der Wundheilung, sondern auch bei verschiedenen Lebensphänomenen mit circadianen Rhythmen, wie Schlaf/Wachheit, Hormonausschüttung und Veränderungen der Körpertemperatur, klären werden. Obwohl bei der Verbindung dieser beiden scheinbar nicht miteinander in Zusammenhang stehenden Themen bereits einige Fortschritte erzielt wurden, muss noch mehr Arbeit geleistet werden, um den Mechanismus aufzuklären, durch den der circadiane Rhythmus die Physiologie des Körpers beeinflusst, insbesondere in unreifen oder embryonalen Zellen. Diese Beobachtungen ermöglichen es Forschern, die Rolle der biologischen Uhr und ihrer Störungen bei verschiedenen Gesundheitsproblemen oder Störungen weiter zu untersuchen, und können zur Entwicklung eines Forschungsgebiets führen, das als „circadiane Medizin“ bekannt ist. Die Ergebnisse aus eingehenderen Untersuchungen zur Physiologie des circadianen Rhythmus können Menschen helfen, die unter Jetlag, Schlaflosigkeit und anderen Störungen oder Krankheiten leiden, die möglicherweise auf Probleme bei der Regulierung der natürlichen Uhr des Körpers zurückzuführen sind.