Der inneren Uhr auf der Spur !

UhrenDer inneren Uhr auf der Spur – unsere Schnittstelle zum Kosmos
Andreas von Rétyi

Biologische Abläufe sind vielfach das Ergebnis kosmischer Zyklen. Viele Zusammenhänge erscheinen noch mysteriös und werden von der Wissenschaft teils bereits komplett ins Reich der Fantasie verwiesen, obwohl erst weitere Forschungen nötig wären, um hier klare Aussagen treffen zu können. Unbestritten aber: der Einfluss des irdischen 24-Stunden-Rhythmus’. Er spiegelt sich in unserer »inneren Uhr«, zu der es jetzt einige neue Ergebnisse gibt.

Wir kennen sie alle, die geheimnisvolle Uhr, die in unserem Innersten tickt und uns ein manchmal geradezu unheimlich erscheinendes, weil so präzises Zeitgefühl vermittelt. Diese Uhr sagt zwar nichts darüber aus, wie wir »ticken«, dennoch tickt sie selbst sehr verlässlich, lässt uns exakt zum richtigen Zeitpunkt sogar aus dem Tiefschlaf erwachen, manchmal nur Sekunden, bevor der Wecker klingelt. Phänomenal und bislang ungeklärt, scheint sie an einem unbekannten Ort zu stehen.

Nachgewiesen ist aber zumindest, dass in unserem Körper gleich mehrere biochemische Uhrwerke

laufen, die allesamt unser Dasein bestimmen. So verkürzen sich die Telomere als Chromosomen-Enden bei jeder Zellteilung, bis eine Mindestlänge erreicht ist, wodurch dann der Zelltod eingeleitet wird. Dieser Vorgang spielt eine entscheidende Rolle im Alterungsprozess des Körpers, wobei die Forschung sich unter anderem mit der künstlichen Anstückelung von Telomeren befasst, um jene bekanntlich ziemlich nachteilige Entwicklung aufzuhalten. Es ist die ewige Suche nach dem Jungbrunnen. Doch derweilen tickt die innere Uhr weiter.

Jetzt haben sich Biomediziner von der Universität North Carolina mit weiteren Prozessen befasst, die unseren inneren Takt mitbestimmen. Denn das Spezialgebiet der Forscher ist die Chronobiologie. Ein Name, der schon alles sagt: geht um zeitabhängige biologische Vorgänge, Es die an den irdischen 24-Stunden-Zyklus gekoppelt sind, den zirkadianen Rhythmus eben. Die Biologengruppe um Dr. Aziz Sancar identifizierte Gene, die diesen Rhythmus steuern, in Menschen wie bei anderen Säugern, doch ebenso bei Fruchtfliegen, Pilzen und vielen weiteren Lebensformen. Aus nachvollziehbaren Gründen scheint alles Leben auf der Erde von dieser Tag-Nacht-Kurve abhängig zu sein, auch auf der biochemischen Ebene. Dabei beeinflusst der uralte Rhythmus ganz offenbar nicht allein den Schlaf-Wach-Zyklus, sondern auch zahlreiche andere Abläufe bis hin zu Krebserkrankungen.

Doch Details zur Wechselbeziehung zwischen Lichteinflüssen und spezifischen zellulären Vorgängen sind noch ungeklärt.

Dr. Sancar ist kein Neuling auf dem Gebiet. Bereits vor 15 Jahren identifizierte er das Protein Cryptochrom im Menschen, eine Kernkomponente jener molekularen Uhr in Säugetieren. Jetzt ist er in der Lage, dieses Protein auch »bei der Arbeit« zu beobachten.

 Die geheimnisvollen Taktgeber

Körperliche und mentale Vorgänge sind ebenso vom irdischen 24-Stunden-Tag abhängig wie bestimmte Verhaltensmuster, wobei vor allem der Lichtwechsel seinen unverkennbaren Einfluss nimmt. Dr. Sancar versucht seit Langem, dem Wirken von Cryptochrom auf den Grund zu gehen. Wie sich herausstellte, ist dieses Protein wahrhaft weit verbreitet und findet sich nicht nur in der Fauna, sondern auch bei Pflanzen. »Cryptochrom setzt die zirkadiane Uhr auf Null zurück«, so erläutert Biochemiker Sancar und ergänzt sofort: »Aber wir waren uns nicht sicher, wie es funktioniert.«

Das scheint sich nun geändert zu haben. Zumindest gibt es zwischenzeitlich neue Ergebnisse, die zeigen, wie Cryptochrom auf Lichteinflüsse reagiert. Für die Versuche musste wieder die beliebte Fruchtfliege Drosophila herhalten. Die Forschergruppe entwickelte einen entsprechenden biochemischen Test, der enthüllt, wann der Stoff seine Signale aussendet – und wie er das bewerkstelligt.

Noch einmal O-Ton Sancar: »Wir können das Protein nun bei der Arbeit aufspüren.« Er setzte Cryptochrom in Fruchtfliegen einem blauen Licht aus, wobei eine tausendstel Sekunde bereits genügte. Im Labor verfolgten die Biologen die »Antwort« des Moleküls und bemühen sich jetzt darum, aus den Ergebnissen eine plausible Theorie zu entwickeln. Doch die biologischen Zusammenhänge scheinen weit komplexer. Sie lassen sich wohl nicht allein an diesem einen Molekül festmachen. Selbst ohne äußere Lichteinflüsse bleibt der zirkadiane Rhythmus erhalten, er ist dem Leben regelrecht aufgeprägt.

Sicherlich greifen hier mehrere Phänomene ineinander, auch Einflüsse des irdischen Magnetfelds. In diesem Zusammenhang ist interessant, dass das Enzym HIOMT schon auf winzige Änderungen des äußeren Magnetfeldes reagiert. HIOMT findet sich in der Netzhaut wie auch in der Epiphyse, beides lichtempfindliche Organe. Früher diente die Epiphyse als eine Art »Tag-Nacht-Detektor«. Eine ausreichend transparente Schädelregion ließ Licht bis zu ihr vordringen, was heute nicht mehr der Fall ist. Vielleicht geht deshalb vielen Menschen kein Licht mehr auf, vor allem Politikern anscheinend nicht.