Reparatur von UV-Schäden in den Zellen schwankt im Tagesverlauf Innere Uhr beeinflusst Hautkrebsrisiko - scinexx | Das Wissensmagazin
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Reparatur von UV-Schäden in den Zellen schwankt im Tagesverlauf

Innere Uhr beeinflusst Hautkrebsrisiko

Tageszeitliche Schwankungen bei DNA-Reparatur und Replikation © University of North Carolina

Wie schädlich UV-Strahlen für unsere Haut sind, wird auch von unserer inneren Uhr bestimmt. Hinweise darauf haben US-amerikanische Forscher jetzt bei Mäusen entdeckt. Die Fähigkeit der Hautzellen, UV-Schäden zu reparieren, schwanke im Tagesverlauf, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „Proceedings of the Nationale Academy of Sciences“. Das Risiko, dass sich aus solchen UV-Schäden Hautkrebs entwickle, sei daher zu bestimmten Tageszeiten höher – selbst wenn die UV-Einstrahlung gleich sei. „Auch der Mensch zeigt wahrscheinlich einen solchen Tagesrhythmus in seiner Anfälligkeit gegenüber UV-bedingtem Hautkrebs“, schreiben Studienleiter Aziz Sancar von der University of North Carolina in Chapel Hill und seine Kollegen.

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Für ihre Studie setzen die Forscher Mäuse zu verschiedenen Tageszeiten jeweils der gleichen Dosis UV-Strahlung aus. Beide Gruppen entwickelten im Laufe mehrerer Wochen Hautkrebs. Die Tiere, die morgens bestrahlt wurden, bekamen jedoch bis zu 500 Prozent mehr Tumore als Tiere, die der Strahlung nur nachmittags ausgesetzt waren. Durch Analysen der Hautzellen fanden die Wissenschaftler auch heraus, warum: „In der Haut der Mäuse werden morgens mehr DNA-Moleküle kopiert, aber es finden weniger Reparaturen statt als abends“, sagen die Forscher. Dadurch seien die Zellen am Morgen anfälliger gegenüber DNA-Schäden, wie sie durch UV-Licht ausgelöst werden.

Innere Uhr tickt bei Menschen und Mäusen anders

Nach Ansicht der Wissenschaftler besitzt auch der Mensch einen solchen Tageszyklus der DNA-Reparatur. Im Vergleich zu den nachtaktiven Mäusen läuft beim tagaktiven Menschen die innere Uhr jedoch um zwölf Stunden versetzt. Die DNA-Reparatur sei beim Menschen daher morgens am effektivsten und abends am schwächsten, schließen die Wissenschaftler. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich das Risiko für Hautkrebs beim Menschen senken ließe, wenn man nur morgens sonnenbaden oder ein Sonnenstudio besuchen würde“, sagt Studienleiter Aziz Sancar von der University of North Carolina in Chapel Hill.

Bisher habe es nur Empfehlungen gegeben, die Sonne während der besonders UV-reichen Mittagszeit zu meiden. Morgens und abends sinken die UV-Werte des Sonnenlichts und liegen dann etwa gleich niedrig. Jetzt wisse man, dass die Haut selbst bei gleicher Strahlenbelastung zu unterschiedlichen Tageszeiten auch verschieden sensibel reagiere.

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Reparaturprotein sorgt für Behebung der UV-Schäden

Verantwortlich für die tageszeitlichen Unterschiede der DNA-Reparatur sei vor allem ein Reparaturprotein, das sogenannte XPA, sagen die Forscher. Dieses sorgt normalerweise dafür, dass beschädigte Stellen aus dem Erbgutmolekül herausgeschnitten und ersetzt werden. Um herauszufinden, wie aktiv dieses Protein zu verschiedenen Tageszeiten ist, hielten die Forscher Mäuse in jeweils zwölf Stunden Licht und zwölf Stunden Dunkel. Jede Stunde entnahmen sie den Tieren Hautproben und analysierten den Gehalt des Proteins XPA und die Effektivität der DNA-Reparatur. Den gleichen Test führten die Forscher bei Mäusen durch, deren innere Uhr durch eine Genmutation außer Kraft gesetzt war.

Tageszeitliche Unterschiede nur bei funktionierender innerer Uhr

Bei Mäusen mit normal funktionierender Uhr habe man den höchsten Gehalt an XPA in den frühen Abendstunden gefunden, berichten die Wissenschaftler. Morgens sei der Gehalt dagegen sehr niedrig. Bei den „uhrlosen“ Mäusen blieben die Werte dagegen immer gleich. Das belege, dass die Menge dieses Proteins bei den Mäusen und höchstwahrscheinlich auch beim Menschen von der inneren Uhr gesteuert werde, sagen die Forscher. Um herauszufinden, wie groß der Einfluss der inneren Uhr auf die DNA-Reparatur beim Menschen ist, wollen sie dies nun an menschlichen Hautproben messen. (Proceedings of the Nationale Academy of Sciences , 2011; DOI:10.1073/pnas.1115249108)

(PNAS / University of North Carolina, 25.10.2011 – NPO)

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