Nach einem langen Flug oder einem Schichtwechsel verspüren viele Menschen eine anhaltende Müdigkeit und das Gefühl, nicht mit dem lokalen Tag synchron zu sein. Dieses Unwohlsein, bekannt als Jetlag, hat seinen Ursprung in der Störung unserer inneren Uhr. Dieser biologische Mechanismus, der Schlaf- und Wachphasen natürlich auf einen Zyklus von etwa vierundzwanzig Stunden einstellt, hat dann Schwierigkeiten, sich anzupassen, so groß ist die Zeitverschiebung.
Um diese Resynchronisation zu erleichtern, werden häufig die Exposition gegenüber hellem Licht oder die Einnahme von Melatonin empfohlen. Dennoch erfordern diese Ansätze eine Anwendung zu sehr spezifischen Zeitpunkten, und ihre Ergebnisse können von Person zu Person unterschiedlich sein. Die Zwänge des Alltags machen diese Methoden auch unpraktisch, was ihren Nutzen für Reisende oder Berufstätige mit ungewöhnlichen Arbeitszeiten schmälert.
Illustrationsbild Pixabay Angesichts dieser Grenzen hat ein Team japanischer Wissenschaftler eine orale Verbindung namens Mic-628 identifiziert. Dieses Molekül hat die Besonderheit, die biologische Uhr zu verändern, ohne streng von dem Zeitpunkt abhängig zu sein, zu dem es eingenommen wird. Es stellt daher einen interessanten Ansatz für einen chemischen Weg dar, der darauf abzielt, die Auswirkungen der Zeitverschiebung abzumildern.
Sein Wirkmechanismus basiert auf der Aktivierung eines zentralen Gens, Period1. Mic-628 bindet an ein Protein namens CRY1, das normalerweise die Funktion hat, dieses Gen zu unterdrücken. Diese Wechselwirkung setzt die Expression von Period1 frei, ein Phänomen, das gleichzeitig in der Hauptuhr im Gehirn und in den sekundären Uhren, die im Körper verteilt sind, auftritt.
In Versuchen an Nagetieren ermöglichte die Verabreichung einer Einzeldosis Mic-628, die Anpassungsphase an eine künstlich erzeugte Zeitverschiebung zu verkürzen. Während dieser Prozess normalerweise sieben Tage dauert, wurde er hier auf vier Tage reduziert. Dieser stabile und unidirektionale Fortschritt markiert einen originellen Weg zur Regulierung biologischer Rhythmen.
Die Wissenschaftler sehen in Mic-628 einen Prototyp für eine neue Familie von Medikamenten, die auf zirkadiane Störungen abzielen. Weitere Studien an Tieren und dann am Menschen sind erforderlich, um Sicherheit und Wirksamkeit zu bewerten. Diese in den
Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Ergebnisse legen vielversprechende Grundlagen für zukünftige medizinische Anwendungen.
Die Rolle der zirkadianen Uhr in unserem Körper
Unser Körper beherbergt eine Haupt-Innere Uhr, die in einer Gehirnregion namens Hypothalamus sitzt. Diese Kommandozentrale folgt einem Zyklus von nahezu vierundzwanzig Stunden und beeinflusst eine Vielzahl physiologischer Funktionen. Sie steuert nicht nur den Wechsel zwischen Wachsein und Schlaf, sondern auch die Körpertemperatur oder die Produktion von Hormonen wie Cortisol und Melatonin.
Diese zentrale Uhr koordiniert auch sekundäre Uhren, die in verschiedenen Organen wie der Leber oder dem Herzen vorhanden sind. Zusammen bilden sie ein harmonisches Netzwerk, das es dem Körper ermöglicht, sich an den Wechsel von Tag und Nacht anzupassen. Störungen dieses Systems treten häufig bei Reisen über Zeitzonen hinweg oder bei Schichtarbeit auf und führen zu Schlafschwierigkeiten und einer beeinträchtigten Wachsamkeit.
Ihre Funktion basiert auf der rhythmischen Expression spezifischer Gene, darunter Period und Cryptochrom. Ihre Aktivität schwankt im Laufe des Tages und erzeugt eine Rückkopplungsschleife, die den Rhythmus aufrechterhält. Externe Signale, hauptsächlich Licht, können diesen Mechanismus neu einstellen, um ihn an die Umgebung anzupassen, aber dieser Vorgang dauert in der Regel mehrere Tage.
Das Verständnis dieses Systems ist daher notwendig, um Interventionen zu entwickeln, die seine Verschiebungen korrigieren können. Aktuelle Forschungen untersuchen chemische oder verhaltensbezogene Wege, um auf diese Gene einzuwirken und die Wiederanpassung zu beschleunigen, was Menschen zugutekommen könnte, die regelmäßig mit Jetlag oder berufsbedingten Schlafstörungen konfrontiert sind.
Quelle: Proceedings of the National Academy of Sciences