Es mag verlockend sein zu glauben, dass die Menschheit mit ihrer ausgefallenen Beleuchtung in Bezug auf ihre Schlafgewohnheiten über den natürlichen Einfluss des Sonnenlichts hinausgewachsen ist. Neue Forschungsergebnisse der University of Michigan zeigen jedoch, dass unser Tagesrhythmus im Kern immer noch unbezähmbar ist und den jahreszeitlichen Veränderungen des Tageslichts folgt.

Circadiane Rhythmen und saisonale Veränderungen

„Der Mensch ist wirklich ein saisonales Wesen, auch wenn wir das in unserer modernen Welt vielleicht nicht zugeben wollen“, sagt die Autorin der Studie, Ruby Kim, Postdoktorandin und Assistenzprofessorin für Mathematik an der U-M. „Die Länge des Tages und die Menge des Sonnenlichts, die wir bekommen, beeinflussen unsere Physiologie sehr stark. Die Studie zeigt, dass unser biologisch festgelegter saisonaler Rhythmus Einfluss darauf hat, wie wir uns an Veränderungen in unserem Tagesablauf anpassen.“ Diese Erkenntnis könnte neue Wege zur Erforschung und zum Verständnis der saisonalen affektiven Störung eröffnen, einer Form der Depression, die mit jahreszeitlichen Veränderungen zusammenhängt. Sie könnte auch neue Forschungsfelder bei einer Reihe anderer Gesundheitsbereiche erschließen, die mit der Abstimmung unserer Schlafgewohnheiten und unserer inneren Uhr zusammenhängen.

So haben Forscher – darunter auch der leitende Autor der Studie, Daniel Forger, Professor für Mathematik an der U-M und Direktor des Michigan Center for Applied and Interdisciplinary Mathematics, – bereits zuvor gezeigt, dass unsere Stimmung stark davon beeinflusst wird, wie gut unsere Schlafgewohnheiten mit unserem circadianen Rhythmus übereinstimmen. „Diese Arbeit ist sehr vielversprechend für zukünftige Erkenntnisse“, sagte Kim über die neue Studie, die in der Fachzeitschrift npj Digital Medicine veröffentlicht wurde. „Dies könnte tiefgreifende Auswirkungen auf psychische Gesundheitsprobleme wie Stimmungsschwankungen und Angstzustände, aber auch auf Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben.“ Die Forschung zeigte auch, dass es eine genetische Komponente dieser Saisonalität beim Menschen gibt, was helfen könnte, die großen Unterschiede in der Stärke zu erklären, mit der Menschen von Veränderungen der Tageslänge betroffen sind. Manche Menschen können sich besser anpassen als andere. Die Erforschung dieser genetischen Komponente wird Forschern und Ärzten helfen, zu verstehen, wo sich einzelne Personen auf diesem Spektrum befinden, aber bis dahin wird noch viel Zeit und Mühe erforderlich sein. Vorerst ist diese Studie ein erster, aber wichtiger Schritt, der unser Verständnis der circadianen Rhythmen des Menschen neu definiert.

„Viele Menschen neigen dazu, ihre circadianen Rhythmen als eine einzige Uhr zu betrachten“, sagte Forger. „Wir zeigen, dass es nicht wirklich eine Uhr gibt, sondern zwei. Die eine versucht, die Morgendämmerung zu verfolgen, die andere die Abenddämmerung, und sie kommunizieren miteinander.“ Kim, Forger und ihre Kollegen haben anhand von Schlafdaten Tausender Menschen, die tragbare Gesundheitsgeräte wie Fitbits verwendeten, herausgefunden, dass die circadianen Rhythmen der Menschen auf die Jahreszeiten abgestimmt sind. Die Teilnehmer waren allesamt Assistenzärzte, die ein einjähriges Praktikum absolvierten und an der vom National Institutes of Health finanzierten Intern Health Study teilnahmen. Praktikanten sind Schichtarbeiter, deren Arbeitszeiten sich häufig ändern, was bedeutet, dass sich auch ihre Schlafgewohnheiten ändern. Darüber hinaus stehen diese Arbeitszeiten oft im Widerspruch zum natürlichen Tages- und Nachtrhythmus. Die Tatsache, dass die circadianen Rhythmen in dieser Bevölkerungsgruppe eine saisonale Abhängigkeit aufweisen, ist ein überzeugendes Argument dafür, wie fest diese Eigenschaft beim Menschen verankert ist, was laut den Forschern nicht ganz überraschend ist.

Genetische Komponente

Es gibt zahlreiche Belege aus Studien mit Fruchtfliegen und Nagetieren, dass Tiere saisonale circadiane Uhren besitzen, so Forger, und andere Forscher haben vermutet, dass die circadianen Uhren des Menschen ähnlich funktionieren könnten. Nun hat das Team der U-M durch die Beobachtung dieser Saisonalität in einer groß angelegten Studie unter realen Bedingungen einige der bislang überzeugendsten Belege für diese These geliefert. „Ich finde das eigentlich sehr einleuchtend. Die Physiologie des Gehirns versucht seit Millionen von Jahren, die Dämmerung zu verfolgen“, sagte Forger. „Dann kam die Industrialisierung, die aus evolutionärer Sicht nur einen Wimpernschlag dauerte, und jetzt versuchen wir immer noch, aufzuholen.“ Die Teilnehmer der Intern Health Study stellten auch Speichelproben für DNA-Tests zur Verfügung, wodurch Kim und Forgers Team eine genetische Komponente in ihre Studie einbeziehen konnten.

Genetische Studien anderer Forscher haben ein spezifisches Gen identifiziert, das eine wichtige Rolle dabei spielt, wie die circadianen Uhren von Tieren saisonale Veränderungen verfolgen. Menschen haben dieses Gen ebenfalls, sodass das Team der U-M einen kleinen Prozentsatz der Praktikanten mit geringfügigen Abweichungen in der genetischen Zusammensetzung dieses Gens identifizieren konnte. Bei dieser Personengruppe beeinträchtigte Schichtarbeit die Anpassung ihrer circadianen Uhren und Schlafgewohnheiten im Laufe der Jahreszeiten stärker. Auch dies wirft viele Fragen auf, insbesondere hinsichtlich der gesundheitlichen Auswirkungen und des Einflusses von Schichtarbeit auf verschiedene Personen. Diese Fragen wollen die Forscher jedoch in Zukunft untersuchen.