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Haupt- und Nebenuhren

Das Problem der Synchronisation

Über die Frage, wie die Millionen winziger Uhren in unserem Körper synchronisiert werden, rätseln die Chronobiologen bis heute. „Wir glauben, dass es in den SCN eine Hauptuhr gibt, und viele, viele Nebenuhren im Gehirn und den Körperzellen“, erklärt Erik Herzog von der Washington Universität. „Die Nebenuhren erhalten täglich synchronisierende Signale vom „Master“, wenn sie allerdings außer Tritt geraten, brauchen sie mehrere Tage, um wieder richtig zu ticken.“

Gut vernetzt?

Wie aber sehen diese synchronisierenden Signale im einzelnen aus? Die Wissenschaftler nehmen an, dass die SCN-Uhr auf irgendeine Art und Weise molekulare Schalter im Gehirn umlegt.

Diese wiederum regulieren die rhythmischen Muster von Schlafen und Wachen, Aktivität und Ruhe. Dazu muss allerdings zwischen dem SCN und den dicht benachbarten Hirnregionen – vor allem dem Hypothalamus und der Zirbeldrüse – eine besonders enge Kooperation bestehen. Denn diese sind es, so viel weiß man immerhin, die über Hormone und andere Signale die entscheidenden Impulse an Herz, Lunge und andere Organe weitergeben.

3D-Modell des EGF-Rezeptors. © Boghog / gemeinfrei

Mäuse bringen den Beweis

Anfang 2002 gab es in dieser Frage einen ersten wichtigen Durchbruch: Chronobiologen entdeckten auf Nervenzellen in der unmittelbaren Umgebung des SCN einen bestimmten Rezeptortyp, den EGF-Rezeptor. Wie sich herausstellte, reagiert dieser besonders auf ein Protein, TGF-alpha, das von den SCN-Zellen in einem bestimmten Rhythmus abgegeben wird.

In einem Versuch zeigten Mäuse, bei denen eine Mutation die EGF-Rezeptoren funktionsunfähig gemacht hatte, prompt auch gestörte Aktivitätsmuster. „Es passt alles zusammen“, kommentiert Chuck Weitz von der Harvard Medical School dieses Ergebnis.

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Es scheint, als hätten die Forscher damit eines der lange gesuchten molekularen Verbindungsglieder zwischen der SCN-Hauptuhr und den umgebenden Hirnarealen gefunden. Diese steuern nicht nur unsere täglichen Aktivitätsmuster, sondern vielleicht sogar auch den Schlaf-Wachrhythmus…

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Stand: 27.03.2002

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Die innere Uhr
Was lässt uns ticken?

Alles schwingt...
Biologische Rhythmen in der Natur

Warum gibt es biologische Uhren?
Anpassung an eine sich drehende Welt...

Das Rätsel des Heliotrops...
Woher weiß die Pflanze, wo die Sonne steht?

Stabil aber verstellbar...
Welche Eigenschaften hat die innere Uhr?

Wo sitzt die Uhr?
Fische und Vögel geben erste Indizien

Die innere Uhr bei Säugetieren
10.000 Zellen auf einem Stecknadelkopf...

Wie viele Uhren haben wir?
Die Uhr tickt in der Petrischale...

Was lässt uns ticken?
Den Uhren-Genen auf der Spur

Prinzip Rückkopplung
Wie tickt die innere Uhr?

Licht als Zeitgeber
Ein Komplex ist der Schlüssel...

Haupt- und Nebenuhren
Das Problem der Synchronisation

Wenn Schäfchenzählen nichts mehr hilft...
Dem Rätsel des Schlaf-Wach-Rhythmus auf der Spur

Schichtarbeit und Jetlag
Wie überliste ich die innere Uhr?

Lerchen und Eulen
Welcher "Chronotyp" sind Sie?

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