Wer einen guten Schlafrhythmus hat, fühlt sich fitter und ist gesünder.“ Diese Weisheit kommt nicht von irgendwoher. Schlaf ist ein wichtiges Werkzeug unseres Körpers, sich zu erholen, aufzuräumen und zu regenerieren. Aber auch die Regelmäßigkeit und der Rhythmus sind entscheidend und unser Körper hat noch viel mehr Prozesse, die einer Oszillation unterliegen, welche essenziell für die Funktion unseres Körpers ist. Es gibt ultradiane Rhythmen, die unter 24 Stunden dauern und zu denen beispielsweise der Herzschlag gehört. Der Schlafrhythmus zählt zu den circadianen Rhythmen und bei Zeiträumen von mehr als 24h spricht man von infradianen Rhythmen – dazu zählt zum Beispiel der Menstruationszyklus. In unserer Artikelreihe zu den Hallmarks of Health schauen wir uns dieses Thema genauer an.
Rhythmische Oszillationen
Oszillationen sind regelmäßige Schwingungen, die in unserem Körper omnipräsent sind. Ein spürbares Beispiel dafür sind rhythmisch schwankende Hormonlevel. Fangen wir aber erstmal auf einer kleinen Ebene an – in unseren Nervenzellen. Vielleicht hast du schon einmal ein Elektroenzephalogramm (EEG) gemacht? Das ist eine Untersuchung, die vor allem in der Neurologie angewendet wird, um die elektrische Aktivität im Gehirn zu messen und darzustellen. Die Darstellung der Gehirnaktivität sieht sehr rhythmisch und regelmäßig aus. Je nach Aktivität ändert sich die Geschwindigkeit der Oszillation im Gehirn.
Auch die Geschwindigkeit unseres Herzschlages ändert sich abhängig von der körperlichen Aktivität. Der Herzschlag zählt zu den ultradianen Oszillationen und ist – wie du dir sicher vorstellen kannst – wie die Oszillation der Gehirnaktivität lebenswichtig. Ein etwas längerer ultradianer Rhythmus ist der Zellzyklus, also die Teilung unserer Zellen. Unsere Zellen teilen und erneuern sich immer wieder, um mögliche Schäden zu beseitigen und die Maschinerie Körper am Laufen zu halten.
Infradiane Rhythmen spielen in der Tier- und Pflanzenwelt eine wesentlich größere Rolle als beim Menschen, zum Beispiel bei den Blütezeiten gewisser Pflanzen oder dem Fellwechsel von Säugetieren. Eine wichtige infradiane Oszillation beim Menschen ist der Menstruationszyklus bzw. der damit zusammenhängende Rhythmus der Sexualhormone.
Mechanismus der zirkadianen Uhr
Der am besten untersuchte Rhythmus des menschlichen Körpers ist der zirkadiane, welcher ungefähr 24 Stunden umfasst. Das Herzstück dieser „Uhr“ ist der suprachiasmatische Kern (SCN), ein Teil des Gehirns im Hypothalamus, der genau über der Kreuzung unserer Sehnerven liegt. Über Hell- /Dunkel-Information aus der Netzhaut werden im SCN verschiedene Gene im Wechselspiel exprimiert oder gehemmt – die Gene sind also „aktiv“ oder „inaktiv“. Diese Gene aktivieren oder hemmen dann wiederrum viele weitere Prozesse unseres Körpers, wie Schlaf, Verdauung, Hormonhaushalt und vieles mehr. Mehr als die Hälfte der Gene unterliegen diesen zirkadianen Oszillationen in mindestens einem Gewebe oder Organ.
Stammzellregulation
Als zentrales Uhrwerk des Körpers hat die zirkadiane Uhr Einfluss auf sehr viele Prozesse, die rhythmisch ablaufen – zum Beispiel die Blutbildung, den Zyklus der Haar- und Hautbildung, der Neurogenese und des Knochenaufbaus. In diesen Prozessen wird Gewebe aus Stammzellen neu aufgebaut. Wenn die Stammzellen sich zu den spezialisierten Zellen ausdifferenzieren, ist durch vermehrte Zellteilung immer ein gewisses Risiko für Mutationen und DNA-Schädigungen vorhanden.
Wie wir alle von Sonnenbränden und dem dadurch erhöhten Hautkrebsrisiko wissen, schädigt das Sonnenlicht unsere Zellen. Deshalb gibt es einen Mechanismus unter Einfluss der zirkadianen Uhr, der bewirkt, dass die Ausdifferenzierung (also die Entstehung von spezialisierten Zellen) bevorzugt nachts stattfindet. So ist das Risiko von Schäden durch Sonnenlicht minimiert.
Funktion der Mitochondrien
Mitochondrien – man kennt sie als „das Kraftwerk der Zelle“, weil sie die Energie für unseren Körper produzieren. Je nachdem, wie viel Energie gerade benötigt wird, können Mitochondrien fusionieren oder sich in mehrere Kraftwerke teilen. Mehr Mitochondrien können mehr Energie für den Köper erzeugen. Im Laufe des Tages benötigen wir unterschiedlich viel Energie, also auch unterschiedlich viele Mitochondrien. Da ist es nur sinnvoll, dass die Energieproduktion auch von der Zeitschaltzentrale unseres Körpers mitgesteuert wird. Die Anzahl der Mitochondrien beziehungsweise ihre Teilung oder Fusion wird auch über die Mechanismen der zirkadianen Uhr reguliert.
Mikrobiota
Inzwischen weiß man, dass die Darmflora (Mikrobiota) den Gesundheitszustand stark mitbeeinflusst. Ein unausgewogenes und gestörtes Mikrobiom (Dysbiose) fördert ein Ungleichgewicht im Körper und kann Grund für verschiedene Erkrankungen sein. Forscherinnen und Forscher haben herausgefunden, dass auch die Zusammensetzung des Mikrobioms tageszeitlichen Schwankungen unterliegt. Die Anpassung dieser Zusammensetzung an andere schwankende Prozesse in unserem Körper ist also wichtig, damit alle Zahnräder korrekt ineinandergreifen können. Häufig wechselnde Essenzeiten können einen Effekt auf die Darmflora und somit auf den gesamten Rhythmus haben. Umgekehrt hat der Rhythmus des Körpers einen Einfluss darauf hat, wie gut unsere Verdauung und das Mikrobiom mit Nahrung umgehen können.
Im Einklang mit der Oszillation
Sei es also der Schlaf oder unsere Essenszeiten: Ein konstanter Rhythmus im Leben und unseren Aktivitäten fördert maßgeblich die Kontinuität der physiologischen Prozesse und somit unsere Gesundheit. Es ist also nicht verwunderlich und nichts Neues, dass Schichtarbeit, häufige Wechsel zwischen verschiedenen Zeitzonen, Jetlag und wechselnde Essenzeiten unseren Körper auf unterschiedliche Weise aus dem Konzept und dem Rhythmus bringen.
Quellen
Literatur:
López-Otín, Carlos, and Guido Kroemer. “Hallmarks of health.”Cell 184.1 (2021): 33-63. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33340459/
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