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Medizin

10. Januar 2018
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Nobelpreis für die Erforschung der inneren Uhr verliehen

Der Nobelpreis für Medizin und Physiologie 2017 wurde an die US-Forscher Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Young für die Entschlüsselung der molekulargenetischen Grundlagen zentraler Regelmechanismen der „inneren Uhr“
vergeben (1). Bereits Jahrzehnte vor ihren bahnbrechenden Erkenntnissen war klar, dass lebende Organismen eine innere biologische Uhr haben müssen, die den lebenswichtigen Rhythmus des externen Taktgebers Sonne vorausnehmen und sich an die normalen Tagesrhythmen anpassen kann. Die Erkenntnisse von Hall, Rosbash und Young zur inneren Uhr beeinflussten seither die Chronobiologie erheblich. Heute spielt diese Wissenschaft in vielen Bereichen der Medizin eine wichtige Rolle, vor allem in den Neurowissenschaften oder der Schlafforschung. Ein ausgewiesener Experte für chronobiologisch bedingte Schlafstörungen ist Prof. Dr. Peter Young von der Klinik für Schlafmedizin und Neuromuskuläre Erkrankungen der Universität Münster. Er bewertet die jetzt mit dem Nobelpreis bedachten Forschungsergebnisse als grundlegend für die moderne Schlafmedizin.
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Die wichtigste Erkenntnis ist aus seiner Sicht, dass die Steuerung des Schlaf-Wach-Rhythmus eine körperliche Grundlage hat, die genauso genetisch determiniert ist wie andere Eigenschaften des Menschen auch. Ebenso bedeutend sei die Einsicht, dass die von den Uhrgenen gesteuerten Schlaf-Wach-Rhythmen individuell sehr unterschiedlich ausgeprägt sein können – also im Krankheitsfall zwar therapeutisch beeinflussbar, aber nicht grundlegend veränderbar sind. Dies habe wichtige Konsequenzen bei den in der klinischen Praxis wichtigen und häufigen Schlafstörungen im Zusammenhang mit einem gestörten zirkadianen Rhythmus (Chronodisruption), zum Beispiel durch Schichtarbeit. Die „Chronodiagnostik“ sieht neben den Standardinstrumenten, wie zum Beispiel Schlaflabor, auch den Einsatz der Aktigraphie vor sowie die Untersuchung spezieller Aspekte, wie die anamnestische Klärung des Chronotyps, die tatsächliche Assoziation der Schlafstörung mit der Schichtarbeit oder das Fehlen anderer Schlafstörungsursachen. Auch die „Chronotherapie“ zirkadianer Schlafstörungen unterscheidet sich von anders verursachten Insomnien. Wesentliche Elemente sind hier die Beseitigung von pathogenen Einflüssen („light at night“, Dauer-Schichtarbeit etc.) oder der Versuch, die Chronodisruption zu bessern, also die Rhythmik der inneren Uhr wieder in Einklang mit dem Tag-Nacht-Rhythmus zu bringen (zum Beispiel durch optimierte Schlafhygiene oder Lichttherapie).

„Mit der Entschlüsselung der Uhrgene ging die Entdeckung der zentralen Rolle von Melatonin bei der Steuerung der zirkadianen Rhythmik einher“, erklärte Young. Auch dies habe besonders in der Schlafmedizin signifikante Auswirkungen. „Das Epiphysenhormon Melatonin re-rhythmisiert einen –  aus welchen Gründen auch immer –  gestörten Tag-Nacht-Rhythmus“, so Young. Es hat also eine phasenverschiebende Wirkung auf die innere Uhr. Neben den rhythmussynchronisierenden Effekten fördere Melatonin zudem den Schlaf. „Bei durch Zeitumstellungen, Jetlag oder anderen Ursachen-bedingten zirkadianen Schlafstörungen (selbst beim freilaufenden Schlaf-Wach-Rhythmus von Blinden!) steht Melatonin deshalb an erster Stelle der Pharmakotherapie“, betonte Young. Diese erstaunliche Fähigkeit der Re-Synchronisation des zirkadianen Rhythmus sei die Grundlage der Zulassung von retardiertem Melatonin (Circadin®) bei Schlafstörungen.

Auswirkungen chronobiologischer Störungen

Zirkadiane Rhythmen und ihre chronobiologischen Störungen stehen nicht nur im Zusammenhang mit Schlafstörungen, sondern auch mit Angst, Sucht, Depressionen, bipolaren Erkrankungen, vielen kognitiven Funktionen, der Gedächtnisbildung oder verschiedenen neurologischen und neurodegenerativen Erkrankungen. Zudem ist klar, dass die reguläre Funktion der intrazellulären “Uhr” grundsätzlich eine vitale physiologische Bedeutung für Krankheit und Gesundheit hat. Selbst wenn einige chronobiologische Störungen genetisch bedingt sind (zum Beispiel Syndrome mit verlagerter Schlaf-Wach-Phase), haben die chronobiologischen Forschungen der letzten Jahrzehnte auch deutlich gemacht, wie sehr kultur- und lebensstilabhängige Einflüsse wesentliche Funktionen der inneren Uhr und die zirkadiane Rhythmik stören können. So trägt die vielgestaltige Chronodisruption im Alltag, also die verhaltensinduzierte Desynchronisation von Schlaf-Wach-Rhythmus und äußeren Taktgebern, wesentlich zu Syndromen wie Jetlag, Schlafstörungen und ihren Folgen oder den durch Schichtarbeit bedingten Syndromen bei.
 
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